Java 模板方法模式深度解析：框架搭建與細節擴展的藝術

模式定義

模板方法模式：在抽象類中定義算法骨架，將具體步驟延遲到子類實現。子類不改變算法結構即可重定義特定步驟。

核心角色

• AbstractClass（抽象類）：定義抽象基本方法、模板方法、鉤子方法
• ConcreteClass（具體類）：實現抽象基本方法，可選擇性覆寫鉤子方法

三類方法詳解

經典案例：排序框架

抽象類：定義「排序+打印」框架

public abstract class AbstractSort {
    // 基本方法：由子類實現具體排序算法
    protected abstract void sort(int[] array);
    
    // 模板方法：final 固化流程
    public final void showSortResult(int[] array) {
        this.sort(array);              // 步驟1：排序（延遲到子類）
        System.out.print("排序結果："); // 步驟2：打印（固化邏輯）
        for (int v : array) System.out.printf("%3s", v);
    }
}

具體類：實現選擇排序

public class ConcreteSort extends AbstractSort {
    @Override protected void sort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) selectSort(array, i);
    }
    private void selectSort(int[] array, int index) {
        // 選擇排序具體實現...
    }
}

客戶端調用

AbstractSort s = new ConcreteSort();
s.showSortResult(new int[]{10, 32, 1, 9, 5, 7, 12, 0, 4, 3});
// 輸出：0 1 3 4 5 7 9 10 12 32

模式優勢

1. 封裝不變，擴展可變：核心流程穩定，細節靈活替換
2. 提取公共代碼：減少重複，便於維護
3. 控制反轉：父類調用子類實現（「好萊塢原則」）

適用場景

• 多子類共享邏輯骨架，細節不同（如數據導出：CSV/Excel/PDF）
• 複雜算法核心固定，邊界條件可變
• 重構時提取公共流程

擴展技巧

• 基本方法用 protected 封裝，對外不可見
• 善用鉤子方法控制流程分支（如 if (hook()) doSomething()）
• 模板方法加 final 防止子類破壞流程

總結

模板方法模式是框架設計的基石：父類搭台唱戲（定流程），子類進場表演（填細節）。Spring JdbcTemplate、HttpServlet、集合類 Collections.sort() 皆是經典應用。掌握「什麼變、什麼不變」的邊界劃分，是駕馭此模式的關鍵。