漫谈设计模式 [12]：模板方法模式

引导性开场

菜鸟：老大，我最近在做一个项目，遇到了点麻烦。我们有很多相似的操作流程，但每个流程的细节又有些不同。我写了很多重复的代码，感觉很乱。你有啥好办法吗？

老鸟：嗯，听起来你遇到了典型的代码复用和维护问题。你有没有听说过“模板方法模式”？

菜鸟：模板方法模式？没听过。这是什么？

老鸟：简单来说，模板方法模式让你在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤的实现延迟到子类中。这样，你可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法的某些步骤。让我给你举个例子吧。

渐进式介绍概念

老鸟：想象一下做咖啡和茶的过程。两者有相似的步骤，比如烧水、倒入杯子，但也有不同的部分，比如泡茶叶和冲咖啡。我们可以定义一个模板方法来统一这些相似的步骤，然后将不同的部分留给具体实现。

菜鸟：哦，明白了。那具体怎么实现呢？

老鸟：我们可以从一个简单的例子开始。先写一个基础的类来表示饮料制作的流程。

class Beverage:def prepare_beverage(self):self.boil_water()self.brew()self.pour_in_cup()self.add_condiments()def boil_water(self):print("Boiling water")def pour_in_cup(self):print("Pouring into cup")def brew(self):passdef add_condiments(self):pass

菜鸟：这里用了prepare_beverage方法来定义流程，但具体的brew和add_condiments没有实现，是这样吗？

老鸟：对的，因为不同的饮料会有不同的酿造和添加调料步骤。现在我们来创建具体的子类，比如茶和咖啡。

class Tea(Beverage):def brew(self):print("Steeping the tea")def add_condiments(self):print("Adding lemon")class Coffee(Beverage):def brew(self):print("Dripping coffee through filter")def add_condiments(self):print("Adding sugar and milk")

菜鸟：这样一来，茶和咖啡各自有了自己的实现，但它们的准备流程还是一样的。

问题与反思

菜鸟：那如果不使用模板方法模式，我可能会把所有的步骤都写在一个类里面，然后做很多if判断来处理不同的情况，对吧？

老鸟：没错，那样会导致代码冗长且难以维护。你自己想想，如果有更多种类的饮料加入进来，会发生什么？

菜鸟：代码会变得更复杂，修改起来也会容易出错。

老鸟：对，所以模板方法模式通过将不变的部分固定下来，把可变的部分交给子类去实现，解决了这些问题。

优势与适用场景

老鸟：这个模式的优势在于它提供了代码复用性，同时保持了灵活性。适用于那些算法整体结构固定，但某些部分需要灵活变化的场景。

菜鸟：比如说，制作各种饮料的流程，或者处理不同类型文件的读取过程？

老鸟：没错，还有很多类似的场景，比如数据处理管道、游戏中的角色行为定义等等。

常见误区与优化建议

老鸟：不过需要注意的是，使用模板方法模式时，尽量避免过度设计。不要为了使用而使用，确保它确实能带来代码的简化和复用。

菜鸟：还有其他需要注意的吗？

老鸟：还有一个常见误区是，子类可能会滥用父类提供的钩子方法，导致父类变得过于复杂。一定要保持父类的简洁和清晰。

总结与延伸阅读

老鸟：今天我们通过一个简单的例子，了解了模板方法模式的核心思想和应用场景。它让我们在不改变算法结构的情况下，重新定义某些步骤，提升了代码的复用性和灵活性。

菜鸟：感觉受益匪浅！有没有什么推荐的书籍或资源，可以让我进一步学习？

老鸟：你可以看看《设计模式：可复用面向对象软件的基础》这本书，里面介绍了很多常用的设计模式。还有一些优秀的在线资源，比如Refactoring Guru和GeeksforGeeks。

菜鸟：好嘞，我会去看看这些资源。谢谢老大！

老鸟：不客气，继续加油吧！