Python设计模式：模板方法模式

模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法框架，将一些步骤延迟到子类中实现。模板方法模式使得子类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。

在模板方法模式中，有两类角色：

• 抽象类（Abstract Class）：抽象类定义了一个模板方法，该方法定义了算法的骨架，包含了一系列被子类重写的抽象方法和具体方法。抽象类可以提供默认的实现或空实现，以便子类根据需要进行覆盖或扩展。
• 具体类（Concrete Class）：具体类继承抽象类，并实现抽象方法，完成特定的步骤。

以下是一个简单的示例，展示了模板方法模式的结构：

class AbstractClass:
    def template_method(self):
        self.step_one()
        self.step_two()
        self.step_three()


    def step_one(self):
        raise NotImplementedError()


    def step_two(self):
        raise NotImplementedError()


    def step_three(self):
        raise NotImplementedError()


class ConcreteClass(AbstractClass):
    def step_one(self):
        print("ConcreteClass: Step One")


    def step_two(self):
        print("ConcreteClass: Step Two")


    def step_three(self):
        print("ConcreteClass: Step Three")


# 使用示例
concrete_object = ConcreteClass()
concrete_object.template_method()

在上述示例中，AbstractClass是抽象类，定义了一个模板方法template_method()，以及三个抽象方法step_one()、step_two()和step_three()。ConcreteClass继承自AbstractClass，并实现了这三个抽象方法。

当调用concrete_object.template_method()时，将按照预定义的算法顺序执行步骤一、步骤二和步骤三。子类可以通过重写抽象方法来改变或扩展特定的步骤，而不需要修改整个算法结构。

图片

模板方法模式的优点包括：

• 提供了一种固定的算法结构，便于代码复用和维护。
• 允许子类根据需要修改或扩展特定的步骤，提高了灵活性和可扩展性。
• 隐藏了算法的具体实现细节，使得客户端只需关注高层逻辑。

有些第三方库或框架可能提供了对设计模式的支持或封装。例如，Django框架中的视图（View）类可以看作是模板方法模式的应用，它定义了一个模板方法（dispatch()方法），并允许子类重写其他方法以实现不同的逻辑。

总的来说，模板方法模式在设计中能够提供一种标准化的算法结构，并且允许各个子类根据自身需求进行个性化的实现，是一种非常有用的设计模式。