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设计模式：模板模式 - 固定流程与灵活扩展的完美结合

news 来源：原创 2025/9/4 0:35:03

一、为什么使用模板模式？

权限校验、数据处理、用例设计等流程虽然遵循固定步骤，但每个具体实现却总有不同。如果没有合适的设计，重复代码会堆积，导致系统复杂度增加，维护成本上升。那如何解决这个问题，让代码更加简洁、高效呢？

模板模式（Template Method Pattern）提供了优雅的解决方案。它通过定义一个固定的流程框架，将可变的部分留给子类来实现，从而有效减少代码重复，同时保持流程清晰规范。

二、什么是模板模式？

模板模式是一种行为型设计模式。它将一个算法的固定骨架提取到抽象基类中，允许子类重写特定步骤。父类中的模板方法决定了流程的顺序，而子类则负责实现具体的逻辑。

以下是模板模式的一个代码实例，展示了数据处理的固定流程（如加载数据、处理数据、保存数据）：

步骤1：建立抽象模板类

定义数据处理的固定流程

// 抽象模板类，定义数据处理的固定流程
public abstract class DataProcessor {/*** 模板方法：定义了数据处理的固定步骤，不允许子类修改流程顺序。*/public final void process() {loadData();     // 加载数据processData();  // 处理数据saveData();     // 保存数据}// 抽象方法，由子类实现具体的加载数据逻辑protected abstract void loadData();// 抽象方法，由子类实现具体的数据处理逻辑protected abstract void processData();// 抽象方法，由子类实现具体的保存数据逻辑protected abstract void saveData();
}

步骤2：建立JSON 数据处理子类

public class JsonDataProcessor extends DataProcessor {@Overrideprotected void loadData() {System.out.println("加载 JSON 数据...");}@Overrideprotected void processData() {System.out.println("处理 JSON 数据...");}@Overrideprotected void saveData() {System.out.println("保存处理后的 JSON 数据...");}
}

步骤3：建立XML 数据处理子类

public class XmlDataProcessor extends DataProcessor {@Overrideprotected void loadData() {System.out.println("加载 XML 数据...");}@Overrideprotected void processData() {System.out.println("处理 XML 数据...");}@Overrideprotected void saveData() {System.out.println("保存处理后的 XML 数据...");}
}

步骤4：测试类

运行模板方法

public class TemplateMethodDemo {public static void main(String[] args) {DataProcessor jsonProcessor = new JsonDataProcessor();System.out.println("JSON 数据处理流程：");jsonProcessor.process();DataProcessor xmlProcessor = new XmlDataProcessor();System.out.println("\nXML 数据处理流程：");xmlProcessor.process();}
}

运行结果：

JSON 数据处理流程：
加载 JSON 数据...
处理 JSON 数据...
保存处理后的 JSON 数据...XML 数据处理流程：
加载 XML 数据...
处理 XML 数据...
保存处理后的 XML 数据...

代码解析：

1.抽象类DataProcessor定义了一个不可变的模板方法process()，并规定了流程的步骤顺序。

2.子类JsonDataProcessor和XmlDataProcessor各自实现了不同的数据处理逻辑，但都遵循统一的操作流程。

三、模板模式的价值

1.提升复用性与开发效率

模板模式通过将公共流程提取到父类中，避免了代码重复，显著提高了开发效率和代码的可维护性。

2.增强系统灵活性

子类可以根据需求重写特定步骤，从而灵活应对多变的场景。

3.规范流程逻辑

模板方法提供了清晰的流程框架，减少了开发中的逻辑混乱。

4.简化维护

当流程发生变化时，只需修改父类模板，无需调整所有子类代码，大幅降低了开发与测试的维护成本。

四、模板模式的适用场景

1.算法固定但步骤多变

适用于整体流程固定但某些步骤实现差异化的场景，如日志记录、数据格式处理、测试用例设计等。

2.工作流管理

在复杂的流程管理（如审批、结算）中，通过模板模式可以规范操作流程。

3.测试框架设计

在自动化测试中，模板模式可用于设计通用测试流程，如初始化测试环境、生成测试数据、执行测试用例、回收测试数据、提交bug和生成报告等。

4.系统集成

当需要处理不同的数据源或接口（如 JSON 和 XML）时，通过模板模式可以统一操作流程。

五、总结

模板模式是一种简单而强大的设计模式，特别适合那些具有固定流程但存在可变步骤的场景。它不仅提升代码复用性和扩展性，还使流程清晰可控，维护方便。

在架构设计中，模板模式不仅是一种编程技巧，更是一种思想：将共性提炼为抽象，允许个性灵活实现。

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