018-设计模式三：模板方法模式
一、说白了
所谓模板方法模式，说白了就是：例如我请客吃饭，步骤就是点菜、吃东西、结账。点菜和结账固定不变，吃东西我们只知道要吃，但具体吃什么放到子类里实现。这就形成了一种模板。
图片来自于网络.jpg
二、定义
模板方法模式：定义一个操作中算法的框架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法模式使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。
Template Method Pattern: Define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses. Template Method lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm's structure.
第一点：定义一个操作中的算法框架
第二点：将一些步骤延时到子类实现
第三点：子类可以不改变算法结构，可以重新定义算法某些特定的功能步骤
三、类型
模板方法模式是一种基于继承的代码复用技术，它是一种类行为型模式。
模板方法模式是结构最简单的行为型设计模式，在其结构中只存在父类与子类之间的继承关系。通过使用模板方法模式，可以将一些复杂流程的实现步骤封装在一系列基本方法中，在抽象父类中提供一个称之为模板方法的方法来定义这些基本方法的执行次序，而通过其子类来覆盖某些步骤，从而使得相同的算法框架可以有不同的执行结果。模板方法模式提供了一个模板方法来定义算法框架，而某些具体步骤的实现可以在其子类中完成。
四、场景
场景一：多个子类有公共方法，并且逻辑基本相同
场景二：重复、复杂算法，将核心算法设计为模版方法模式，其周边的细节可以有子类去实现
场景三：代码重构（通常情况下就会用到模版方法模式）
模板方法模式是基于继承的代码复用技术，它体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用较为频繁的模式。模板方法模式广泛应用于框架设计中，以确保通过父类来控制处理流程的逻辑顺序（如框架的初始化，测试流程的设置等）。
在以下情况下可以考虑使用模板方法模式：
(1) 对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。即：一次性实现一个算法的不变部分，并将可变的行为留给子类来实现。
(2) 各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
(3) 需要通过子类来决定父类算法中某个步骤是否执行，实现子类对父类的反向控制。
五、角色划分
角色一：抽象类（定义了算法框架结构，将一些特定的步骤延时到子类实现）
角色二：具体模版类（不改变算法结构）
角色三：客户端
不同的理解不同的划分，也可以让模板方法模式理解成如下两个角色：
(1) AbstractClass（抽象类）：在抽象类中定义了一系列基本操作(PrimitiveOperations)，这些基本操作可以是具体的，也可以是抽象的，每一个基本操作对应算法的一个步骤，在其子类中可以重定义或实现这些步骤。同时，在抽象类中实现了一个模板方法(Template Method)，用于定义一个算法的框架，模板方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本方法，还可以调用其他对象中的方法。
(2) ConcreteClass（具体子类）：它是抽象类的子类，用于实现在父类中声明的抽象基本操作以完成子类特定算法的步骤，也可以覆盖在父类中已经实现的具体基本操作。
六、基本方法
基本方法是实现算法各个步骤的方法，是模板方法的组成部分。基本方法又可以分为三种：抽象方法(Abstract Method)、具体方法(Concrete Method)和钩子方法(Hook Method)。
(1) 抽象方法：一个抽象方法由抽象类声明、由其具体子类实现。在C#语言里一个抽象方法以abstract关键字标识。
(2) 具体方法：一个具体方法由一个抽象类或具体类声明并实现，其子类可以进行覆盖也可以直接继承。
(3) 钩子方法：一个钩子方法由一个抽象类或具体类声明并实现，而其子类可能会加以扩展。通常在父类中给出的实现是一个空实现（可使用virtual关键字将其定义为虚函数），并以该空实现作为方法的默认实现，当然钩子方法也可以提供一个非空的默认实现。
在模板方法模式中，钩子方法有两类：第一类钩子方法可以与一些具体步骤“挂钩”，以实现在不同条件下执行模板方法中的不同步骤，这类钩子方法的返回类型通常是bool类型的，用于对某个条件进行判断，如果条件满足则执行某一步骤，否则将不执行。
