Java Academy · 课时

模板方法：定义算法骨架

Q: 「模板方法：定义算法骨架」这节课中我会学到什么？

在基类中定义算法骨架，并让子类补充具体步骤 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

在基类中定义算法骨架，并让子类补充具体步骤

模板方法：定义算法骨架 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 4 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

模板方法的意图

模板方法在基类中定义算法的骨架，将某些步骤延迟到子类实现。子类可以重写这些步骤，而不改变整体结构。

抽象基类

基类包含模板方法（通常为 final），负责编排各个步骤。抽象方法表示可变化的步骤。具体方法提供默认行为。

public abstract class DataProcessor {
    // Template method — final, defines the algorithm
    public final void process() {
        readData();
        processData();
        writeResult();
    }
    protected abstract void readData();
    protected abstract void processData();
    protected void writeResult() {
        System.out.println("Result written (default)");
    }
}

具体子类

每个子类都实现抽象步骤。模板方法的执行顺序永远不变，只有各个步骤的具体实现会变化。

public class CSVProcessor extends DataProcessor {
    protected void readData()    { System.out.println("Reading CSV..."); }
    protected void processData() { System.out.println("Parsing CSV rows..."); }
}
public class XMLProcessor extends DataProcessor {
    protected void readData()    { System.out.println("Reading XML..."); }
    protected void processData() { System.out.println("Parsing XML nodes..."); }
    @Override
    protected void writeResult() { System.out.println("Writing XML result."); }
}

钩子方法

钩子是带有默认实现（通常为空实现）的可选步骤。子类可以重写钩子来添加可选行为，而不必被强制实现它。

public abstract class Game {
    public final void play() {
        initialize();
        while (!isDone()) takeTurn();
        printWinner();
    }
    protected void initialize() {}  // hook — optional override
    protected abstract boolean isDone();
    protected abstract void takeTurn();
    protected abstract void printWinner();
}

模板方法与策略

模板方法使用继承：骨架固定在基类中，各步骤由子类重写。策略使用组合：整个算法位于类的外部。策略更加灵活；当各步骤共享大量上下文时，模板方法更简单。

作为模板方法的 Java InputStream

java.io.InputStream 的 read(byte[], int, int) 以抽象方法 read() 为基础实现。子类实现单字节版本，多字节读取则是模板。

用于生成报告的模板方法

定义一个报告模板：收集数据、格式化数据，然后输出数据。替换子类即可生成 PDF、HTML 或 CSV 输出，而无需修改编排逻辑。

public abstract class ReportGenerator {
    public final String generate() {
        List<Record> data = fetchData();
        String body = format(data);
        return wrap(body);
    }
    protected abstract List<Record> fetchData();
    protected abstract String format(List<Record> data);
    protected String wrap(String body) { return body; } // hook
}

防止重写模板

将模板方法声明为 final，防止子类改变算法结构。只有钩子方法和抽象方法应该允许被重写。

public final void process() {
    validate(); // abstract
    execute();  // abstract
    cleanup();  // hook with default
}

抽象步骤与具体步骤

当某个步骤由子类提供是必须的时，将其设为抽象方法。当子类可以为了定制行为而重写某个步骤时，将其设为具体方法（也可以为空实现）。

JUnit 中的模板方法

JUnit 4 的 setUp() 和 tearDown() 是测试运行器定义的模板方法中的钩子。运行器控制调用它们的时机。

Spring 中的模板方法

Spring 的 JdbcTemplate 内部使用了模板方法。模板负责连接、语句创建和清理；您只需为变化的“映射行”步骤提供一个 RowMapper lambda。

List<User> users = jdbcTemplate.query(
    "SELECT * FROM users",
    (rs, row) -> new User(rs.getLong("id"), rs.getString("name"))
);

避免深层继承

模板方法依赖继承，这可能产生很深的类层次结构。请将层次限制在 1 到 2 层。如果子类开始以不同方式重写许多步骤，请考虑改用策略。

快速检查

哪个关键字可以防止子类改变模板方法的执行顺序？

回顾

模板方法使用 final 将算法骨架固定在基类中。子类实现抽象步骤，并可以选择重写钩子。保持层次结构浅显；需要更大灵活性时使用策略。

常见问题解答

「模板方法：定义算法骨架」课时是免费的吗？

是的 — 「模板方法：定义算法骨架」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「模板方法：定义算法骨架」这节课中我会学到什么？

在基类中定义算法骨架，并让子类补充具体步骤你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 4 节课，共 4 节。

「模板方法：定义算法骨架」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

← 返回 Java Academy