Template Method

动机（Motivation）

• 在软件构建过程中，对于某一项任务，它常常有稳定的整体操作结构，但各个子步骤却有很多改变的需求，或者由于固有的原因（比如框架与应用之间的关系）而无法和任务的整体结构同时实现。
• 如何在确定稳定操作结构的前提下，来灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求？

模式定义

定义一个操作中的算法的骨架 (稳定) ，而将一些步骤延迟 (变化) 到子类中。
Template Method使得子类可以不改变(复用)一个算法的结构即可重定义(override 重写)该算法的
某些特定步骤。
——《 设计模式》 GoF

要点总结

• Template Method模式是一种非常基础性的设计模式，在面向对象系统中有着大量的应用。它用最简洁的机制（虚函数的多态性）为很多应用程序框架提供了灵活的扩展点，是代码复用方面的基本实现结构。
• 除了可以灵活应对子步骤的变化外， “不要调用我，让我来调用你” 的反向控制结构是Template Method的典型应用。
• 在具体实现方面，被Template Method调用的虚方法可以具有实现，也可以没有任何实现（抽象方法、纯虚方法），但一般推荐将它们设置为protected方法。

例子

一般实现

# -*- coding:utf-8 -*-


class Library(object):
    # 框架开发者
    def step1(self):
        print('step1')

    def step3(self):
        print('step3')

    def step5(self):
        print('step5')


class Application(object):
    # 应用开发者
    def step2(self):
        print('step2')
        return True

    def step4(self):
        print('step4')

def run_app():
    lib = Library()
    app = Application()

    lib.step1()
    if app.step2():
        lib.step3()

    for i in range(3):
        app.step4()

    lib.step5()

if __name__ == '__main__':
    run_app()

模板模式

# -*- coding:utf-8 -*-


class Library(object):
    # 框架开发者
    def step1(self):
        print('step1')

    def step3(self):
        print('step3')

    def step5(self):
        print('step5')

    def run_app(self):

        self.step1()
        if self.step2():
            self.step3()

        for i in range(3):
            self.step4()

        self.step5()

    def step2(self):
        # 需要子类重写
        pass

    def step4(self):
        # 需要子类重写
        pass


class Application(Library):
    # 应用开发者
    def step2(self):
        print('step2')
        return True

    def step4(self):
        print('step4')


class Application2(Library):
    # 应用开发者
    def step2(self):
        print('Application2 step2')
        return False

    def step4(self):
        print('Application2 step4')


if __name__ == '__main__':
    app = Application()
    app.run_app()

    print('-'*10)
    app2 = Application2()
    app2.run_app()

• 代码中，调用的整个流程run_app是稳定的，而step2和step4是变化的。
• 第一个实现版本中，将run_app交给应用开发者来写，一是冗余，二是容易写错。而 模板方法 在基类中实现整个算法的骨架 (稳定) ，而将一些步骤延迟 (变化) 到子类。
• 例子中 模板方法 减轻了应用开发者的负担，且增加了代码的可扩展性和稳定性。