什么是模板方法模式？应用场景有哪些？

2026年01月27日

面试考察点

面试官提出这个问题，通常旨在考察以下几个层面的能力：

对设计模式的认知广度与深度：确认你是否系统学习过常用的设计模式，而不仅仅是死记硬背概念。
对模板方法模式的本质理解：
- 不仅仅是知道定义，更想知道你是否理解其 “定义算法骨架，允许子类重写特定步骤” 的核心思想。
- 能否清晰区分 “模板方法” 与 “基本方法”（抽象方法、具体方法、钩子方法）。
实际应用与抽象思维能力：
- 能否识别出现有框架或项目中模板方法模式的应用，这体现了你的代码阅读经验和框架理解能力。
- 能否在合适的业务场景中主动应用该模式，解决 “代码重复” 和 “流程固化” 的问题。
对面向对象设计原则的把握：该模式是 “开闭原则”（对扩展开放，对修改封闭）和 “里氏替换原则” 的经典体现，面试官会间接考察你对这些原则的理解。

核心答案

模板方法模式 是一种行为设计模式。它在父类（抽象类）中定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤的具体实现延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法整体结构的情况下，重新定义该算法的某些特定步骤。

核心就两点：1. 固定流程；2. 可变实现。

其典型的应用场景包括：

框架设计：各类框架（如 Spring, JUnit）中大量使用，用于固定核心流程，暴露扩展点给用户。
具有统一流程的业务逻辑：如订单处理（校验 -> 计价 -> 库存锁定 -> 持久化）、数据导出（准备数据 -> 生成文件 -> 上传到指定位置）等。
工具类与算法库：提供通用的算法框架，允许调用者定制部分逻辑。

深度解析

原理/机制

模板方法模式的结构非常清晰，主要包含两个角色：

抽象类（Abstract Class）：
- 模板方法：一个 final 方法，定义了算法的骨架和步骤执行顺序。它通常会调用下列各类 “基本方法”。
- 基本方法：
  - 抽象方法：由子类必须实现的方法，对应算法中可变的步骤。
  - 具体方法：在抽象类中已实现的方法，对应算法中固定的步骤，子类通常无需关心。
  - 钩子方法：在抽象类中提供默认（通常为空）实现的方法。子类可以选择性地覆盖它，从而影响模板方法的流程。这是一种更细粒度的控制。
具体子类（Concrete Class）：实现父类中定义的抽象方法，并可选择性地覆盖钩子方法。

该模式通过将不变的行为（流程）搬移到父类，去除子类中的重复代码，实现了良好的复用性，同时提供了足够的扩展灵活性。

代码示例

以“饮料冲泡”这个经典例子为例，泡咖啡和泡茶的流程固定，但某些步骤具体操作不同。

// 1. 抽象类：定义模板和基本方法
public abstract class BeverageTemplate {

    // 模板方法：声明为 final，防止子类重写算法骨架
    public final void prepareRecipe() {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        // 钩子方法控制是否添加调料
        if (customerWantsCondiments()) {
            addCondiments();
        }
    }

    // 抽象方法：必须由子类实现
    protected abstract void brew();
    protected abstract void addCondiments();

    // 具体方法：通用步骤，已实现
    private void boilWater() {
        System.out.println("将水煮沸");
    }
    private void pourInCup() {
        System.out.println("倒入杯中");
    }

    // 钩子方法：子类可选择覆盖，提供默认实现
    protected boolean customerWantsCondiments() {
        return true; // 默认需要加调料
    }
}

// 2. 具体子类：实现特定步骤
public class Coffee extends BeverageTemplate {
    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("用沸水冲泡咖啡粉");
    }
    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加入糖和牛奶");
    }
    // 覆盖钩子方法：提供个性化逻辑
    @Override
    protected boolean customerWantsCondiments() {
        // 假设通过某种方式获取用户偏好，这里简化为固定返回 false
        return false; // 这位客人喝黑咖啡
    }
}

public class Tea extends BeverageTemplate {
    @Override
    protected void brew() {
        System.out.println("用沸水浸泡茶叶");
    }
    @Override
    protected void addCondiments() {
        System.out.println("加入柠檬");
    }
}

// 3. 客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("制作咖啡...");
        BeverageTemplate coffee = new Coffee();
        coffee.prepareRecipe(); // 执行固定流程，调用子类实现的特定步骤

        System.out.println("\n制作茶...");
        BeverageTemplate tea = new Tea();
        tea.prepareRecipe();
    }
}

对比分析与注意事项

与策略模式对比：两者都用于封装算法。关键区别在于：
- 模板方法模式 使用继承，通过子类来改变部分算法。它强调算法步骤的固定。
- 策略模式 使用组合，通过注入不同的策略对象来改变整个算法。它强调算法的完全可互换。
- 简单来说，模板方法是 “一部分变，一部分不变”；策略模式是 “整个都变，我提供几套完整方案给你选”。
最佳实践与常见误区
- 保护模板方法：模板方法 (prepareRecipe) 应声明为 final，防止子类重写从而破坏算法结构。
- 尽量减少抽象方法：不是所有步骤都需要是抽象的。将稳定的步骤实现为具体方法，减少子类的负担。
- 合理使用钩子方法：钩子方法提供了额外的控制点，但不宜过多，否则会提高系统复杂度，让流程变得难以理解。
- 警惕 “继承泛滥”：如果算法的可变部分过多，或者子类需要重写大量父类方法，可能意味着模板方法模式不适用，应考虑策略模式等基于组合的模式。
- 命名约定：良好的命名能提高代码可读性，如模板方法名可为 doWork()，钩子方法名常以 do..., will..., did..., is..., should... 等开头。

总结

模板方法模式的核心价值在于 “流程复用与扩展” ，它通过将不变的算法骨架提升至父类来消除代码重复，并通过抽象方法和钩子方法为子类提供灵活的扩展点，是框架设计中构筑 “骨架” 的基石。

发布于2026年01月27日|21:31:55