【Python笔记-设计模式】模板方法模式

一、说明

模板方法模式是一种行为设计模式，就是继承和多态的使用，将通用操作在父类中实现，不同操作的细节在子类中具体实现，父类只声明接口。

(一) 解决问题

1. 减少相似逻辑的重复代码，提高代码复用性
2. 提高代码逻辑性，使其易于维护

(二) 使用场景

• 当有一些操作具有相同的步骤，但具体实现步骤不同时
• 当需要控制子类的扩展时

二、结构

1. 抽象类（Abstract­Class）会声明作为算法步骤的方法，以及依次调用它们的实际模板方法。算法步骤可以被声明为抽象类型，也可以提供一些默认实现。
2. 具体类（Concrete­Class）可以重写所有步骤，但不能重写模板方法自身。

三、伪代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
__doc__ = """
模板方法模式

例：使用模板方法定义饮料制作流程，子类实现或重写具体的制作步骤
"""

from abc import ABC, abstractmethod


class BeverageTemplate(ABC):
    """抽象类（Abstract Class）"""
    def prepare_beverage(self):
        self.boil_water()
        self.brew()
        self.pour_in_cup()
        if self.customer_wants_condiments():
            self.add_condiments()

    def boil_water(self):
        print("烧水")

    @abstractmethod
    def brew(self):
        pass

    def pour_in_cup(self):
        print("将水倒进杯子里")

    @abstractmethod
    def add_condiments(self):
        pass

    def customer_wants_condiments(self):
        return True


class Coffee(BeverageTemplate):
    """具体类（Concrete Class）"""
    def brew(self):
        print("将咖啡滴过滤网")

    def add_condiments(self):
        print("加糖和牛奶")

    def customer_wants_condiments(self):
        return False


class Tea(BeverageTemplate):
    """具体类（Concrete Class）"""
    def brew(self):
        print("倒入茶叶")

    def add_condiments(self):
        print("加柠檬")


if __name__ == "__main__":
    """
        煮咖啡...
        烧水
        将咖啡滴过滤网
        将水倒进杯子里
        ==============================
        泡茶...
        烧水
        倒入茶叶
        将水倒进杯子里
        加柠檬
    """
    print("煮咖啡...")
    coffee = Coffee()
    coffee.prepare_beverage()

    print("=" * 30)

    print("泡茶...")
    tea = Tea()
    tea.prepare_beverage()

四、优缺点

优点

• 提高代码复用性：将公共部分抽取到父类中
• 便于维护：只需修改父类即可影响所有子类
• 符合开闭原则：通过增加子类扩展功能，而不修改原有代码

缺点

• 可能导致类的数量增加，增加系统复杂性
• 父类定义了实现框架，子类实现具体步骤，导致子类必须遵循父类的约束，灵活性受限

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