设计模式之模板方法模式：固定骨架，可变步骤

这是 2020 年 7 月整理的设计模式专题第十一篇。模板方法模式是”骨架复用”的代表——把不变的流程写死，把可变的步骤留给子类。像做菜：流程都是”洗菜→切菜→炒菜→装盘”，但每道菜的具体步骤不同。

简单说明

模板方法模式（Template Method Pattern）：定义一个算法的骨架，一次性实现算法不变的部分，并允许子类为一个或者多个步骤提供实现，实现可变的部分。

• 模板方法提供扩展性和复用性，符合开闭原则。

模板方法的构成

模板方法模式的构成，可以由下面几种方法组合实现：

实现

/**
 * 描述：课程（模板类）
 */
public abstract class AbstractCourse {

    /**
     * 制作课程：定义的算法骨架，子类可以使用，不能修改
     */
    protected final void makeCourse() {
        makePPT();
        makeVideo();
        price();
        other();
    }

    final void makePPT() {
        System.out.println("制作PPT");
    }

    final void makeVideo() {
        System.out.println("制作视频");
    }

    public abstract int price();

    protected int other() {
        return 0;   // 钩子方法：默认空实现，子类可按需覆盖
    }
}

/**
 * 描述：Java 课程：只实现可变的部分
 */
public class JavaCourse extends AbstractCourse {
    @Override
    public int price() {
        return 200;
    }
}

/**
 * 描述：前端课程：实现价格 + 覆盖钩子方法加送资源
 */
public class FECourse extends AbstractCourse {
    @Override
    public int price() {
        return 100;
    }

    @Override
    protected int other() {
        System.out.println("赠送前端资料包");   // 钩子方法触发额外逻辑
        return 1;
    }
}

流程控制：调用 makeCourse() 时，固定执行”制作PPT → 制作视频 → 定价 → 钩子”，其中 price() 和 other() 由子类决定。

为什么 makeCourse() 要加 final：模板方法定义的是整个流程骨架，不允许子类重写流程，只允许子类实现流程中的某个步骤——这是模板方法的核心约束。

钩子方法的价值

钩子方法让子类能”参与”流程，但不强制：

• 默认空实现：子类不覆盖也不影响流程；
• 可选扩展点：子类想加逻辑就覆盖，不想加就忽略；
• 例如上面的 other()：JavaCourse 不覆盖，流程照常；FECourse 覆盖后多送资料包。

适用场景与优缺点

适用场景：

• 有多个子类，它们有相同的算法步骤，但部分步骤实现不同；
• 需要控制子类扩展（把骨架锁死，只开放可变的点）；
• 抽取公共代码到父类，消除重复。

优点：

• 复用性好：公共逻辑放在父类，子类只写差异部分；
• 扩展性好：新增实现只需继承 + 覆盖可变步骤，符合开闭原则；
• 反向控制：父类定义流程，子类填充细节（好莱坞原则：“Don’t call us, we’ll call you”）。

缺点：

• 子类越多，父类骨架的修改成本越高（牵一发动全身）；
• 抽象程度提升，增加理解难度。

现实中的应用

小结

• 模板方法模式定义算法骨架，固定不变部分，开放可变部分给子类。
• 四种方法：模板方法（骨架）、具体方法（固定）、钩子方法（可选扩展）、抽象方法（必须实现）。
• 模板方法通常加 final，禁止子类改写流程。
• 体现好莱坞原则：父类控制流程，反向调用子类实现。
• 一句话：流程我定死，细节你来填。