Template Method 设计模式 是一种行为型设计模式，用于定义一个操作的骨架，将某些步骤延迟到子类中实现，从而允许子类在不改变整体算法结构的情况下重新定义某些步骤。
在 Python 中，Template Method 模式通常使用基类的方法来定义通用算法框架，并通过子类覆盖特定步骤实现具体逻辑。
结构
- 抽象类: 提供算法的骨架，包含模板方法（定义算法步骤的顺序）和一些需要子类实现的抽象方法。
- 具体类: 实现抽象方法，定义算法的具体步骤。
代码示例
from abc import ABC, abstractmethodclass AbstractWorkflow(ABC):"""抽象类，定义算法的骨架"""def template_method(self):"""模板方法，定义算法的框架"""self.step_one()self.step_two()self.hook() # 可选步骤self.step_three()def step_one(self):"""通用步骤"""print("Step 1: Common implementation.")@abstractmethoddef step_two(self):"""需要子类实现的抽象方法"""pass@abstractmethoddef step_three(self):"""需要子类实现的抽象方法"""passdef hook(self):"""钩子方法，子类可选择性覆盖"""print("Default hook: Optional step.")class ConcreteWorkflowA(AbstractWorkflow):"""具体实现 A"""def step_two(self):print("Step 2 (A): Specific implementation for A.")def step_three(self):print("Step 3 (A): Specific implementation for A.")class ConcreteWorkflowB(AbstractWorkflow):"""具体实现 B"""def step_two(self):print("Step 2 (B): Specific implementation for B.")def step_three(self):print("Step 3 (B): Specific implementation for B.")def hook(self):print("Custom hook: Overridden by B.")# 客户端代码
def client_code(workflow: AbstractWorkflow):workflow.template_method()if __name__ == "__main__":print("Running ConcreteWorkflowA:")client_code(ConcreteWorkflowA())print("\nRunning ConcreteWorkflowB:")client_code(ConcreteWorkflowB())
运行结果
Running ConcreteWorkflowA:
Step 1: Common implementation.
Step 2 (A): Specific implementation for A.
Default hook: Optional step.
Step 3 (A): Specific implementation for A.Running ConcreteWorkflowB:
Step 1: Common implementation.
Step 2 (B): Specific implementation for B.
Custom hook: Overridden by B.
Step 3 (B): Specific implementation for B.
模式要点
- 模板方法: 定义算法骨架，控制步骤的调用顺序。
- 抽象方法: 强制子类实现特定步骤。
- 钩子方法: 提供可选的扩展点，允许子类覆盖。
- 封装不变部分: 将通用逻辑放在基类中，确保不被子类破坏。
- 开放/封闭原则: 算法结构对扩展开放，对修改封闭。
优点
- 避免重复代码，将通用逻辑提取到基类。
- 子类只需关注特定步骤的实现，简化开发。
- 灵活扩展特定步骤，而无需修改算法框架。
缺点
- 如果算法步骤较多，可能导致类数量增加。
- 继承限制了灵活性，无法动态改变算法步骤。
适用场景
- 多个子类需要共享算法的通用部分。
- 需要通过子类定制算法的某些步骤。