C++ 設計模式：模板方法模式詳解與咖啡/茶例子

模式定義

模板方法模式：定義一個操作中的算法骨架，將某些步驟延遲到子類中實現。基類封裝不變的流程，子類實現變化的細節。

核心角色

• AbstractClass：定義模板方法 templateMethod()（final/非虛），調用基本操作 primitiveOperation1()、primitiveOperation2() 等。基本操作聲明為純虛函數或虛函數。
• ConcreteClass：實現基本操作。
• Hook 方法：基類提供默認實現（可為空），子類可選擇性覆蓋，用於微調流程。

與策略模式對比

經典例子：泡咖啡與泡茶

class CaffeineBeverage {
public:
    void prepareRecipe() { // 模板方法，非虛
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    }
    void boilWater() { cout << "把水煮沸" << endl; }
    virtual void brew() = 0; // 純虛，子類必須實現
    void pourInCup() { cout << "倒進杯子" << endl; }
    virtual void addCondiments() = 0;
};

class Coffee : public CaffeineBeverage {
public:
    void brew() override { cout << "用沸水沖泡咖啡" << endl; }
    void addCondiments() override { cout << "加糖和牛奶" << endl; }
};

class Tea : public CaffeineBeverage {
public:
    void brew() override { cout << "用沸水浸泡茶葉" << endl; }
    void addCondiments() override { cout << "加檸檬" << endl; }
};

Hook 方法示例

在基類中加入 virtual void hook() {}，子類可選擇覆蓋。模板方法中調用 hook()，實現可選步驟（如「是否加調料」確認）。

適用場景

• 多個子類共享相同算法結構，僅部分步驟不同。
• 需控制子類擴展點，避免破壞整體流程。
• 代碼復用：將公共代碼上移至基類。