抽象类与模板方法模式通过封装固定流程、允许子类定制关键步骤来提升代码复用性。1. 抽象类定义通用结构，包含抽象方法（强制子类实现）和具体方法（提供默认行为）。2. 模板方法是final的公共方法，定义算法骨架，调用抽象或钩子方法以支持扩展。3. 钩子方法允许子类选择性地控制流程，如跳过验证步骤。4. 应用于数据处理器等场景，实现加载、解析、验证、保存的统一流程。5. 广泛用于框架设计，如Spring的JdbcTemplate，符合开闭原则，增强可维护性与扩展性。
在Java中，抽象类与模板方法模式是面向对象编程中非常实用的技巧。它们能帮助我们封装不变的逻辑流程，同时允许子类自定义特定步骤，提升代码复用性和可维护性。
什么是抽象类与模板方法
抽象类使用 abstract 关键字定义，不能被实例化，可以包含抽象方法（无实现）和具体方法（有实现）。模板方法模式则是定义在抽象类中的一个具体方法，它调用了若干抽象或具体的方法来组成一个固定的执行流程。
模板方法本身是 final 的，防止子类修改流程结构，而其中的可变步骤则由抽象方法或钩子方法交由子类实现。
如何设计一个模板方法
假设我们要实现不同类型的“数据处理器”，比如处理JSON、XML等格式的数据。它们的处理流程一致：加载数据 → 解析数据 → 验证数据 → 保存结果，但每个步骤的具体实现可能不同。
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我们可以这样设计：
- 定义一个抽象类 DataProcessor，包含模板方法 process()
- 将解析和验证步骤设为抽象方法，强制子类实现
- 加载和保存可以提供默认实现，也可允许重写
示例代码：
public abstract class DataProcessor {
// 模板方法，定义算法骨架
public final void process() {
loadData();
parseData();
validateData();
saveResult();
}
// 可提供默认实现
protected void loadData() {
System.out.println("加载通用数据...");
}
// 子类必须实现
protected abstract void parseData();
protected abstract void validateData();
protected void saveResult() {
System.out.println("保存处理结果...");
}
}
// JSON 处理器实现
public class JsonDataProcessor extends DataProcessor {
@Override
protected void parseData() {
System.out.println("解析 JSON 数据...");
}
@Override
protected void validateData() {
System.out.println("验证 JSON 格式...");
}
}
使用钩子方法控制流程
有时我们希望子类能影响算法流程，比如是否跳过某个步骤。这时可以引入钩子方法（Hook Method），在抽象类中提供默认返回值，子类可选择性地覆盖。
例如，添加一个钩子决定是否验证：
public abstract class DataProcessor {
// 钩子方法，默认开启验证
protected boolean needValidation() {
return true;
}
public final void process() {
loadData();
parseData();
if (needValidation()) {
validateData();
}
saveResult();
}
// 其他方法...
}
子类可以选择关闭验证：
public class FastJsonProcessor extends JsonDataProcessor {
@Override
protected boolean needValidation() {
return false; // 跳过验证以提升性能
}
}
实际应用场景与优势
模板方法常用于框架设计，如Spring中的JdbcTemplate、RestTemplate等都使用了类似思想。开发者只需关注核心逻辑（如SQL查询），其余资源管理、异常处理由模板完成。
优点包括：
- 封装不变部分，扩展可变部分
- 行为由父类控制，细节由子类实现
- 符合开闭原则，易于扩展新类型
基本上就这些。合理使用抽象类与模板方法，能让代码结构更清晰，减少重复逻辑，是OOP中值得掌握的核心技巧之一。不复杂但容易忽略。
