设计模式实战：模板方法模式（Template Method）

在开发中，你是否写过这样的代码：

python 复制代码

def process():
    step1()
    step2()
    step3()

然后在另一个地方：

python 复制代码

def process_v2():
    step1()
    step2_new()
    step3()

再后来：

python 复制代码

def process_v3():
    step1()
    step2_new()
    step3_new()

你会发现：

整体流程是固定的
只有某些步骤会变化
代码开始出现大量重复

这正是 模板方法模式（Template Method） 要解决的问题。

一、模板方法模式解决什么问题？

一句话：

定义一个算法的骨架，将某些步骤延迟到子类中实现。

关键词：

固定流程
可变步骤
代码复用
控制流程

二、一个典型场景：数据处理流程

假设我们要实现一个"数据处理流程"：

步骤如下：

1️⃣ 读取数据

2️⃣ 数据处理

3️⃣ 输出结果

不同场景：

CSV 文件处理
JSON 数据处理
数据库数据处理

如果直接写：

python 复制代码

def process_csv():
    read_csv()
    handle_csv()
    output()

def process_json():
    read_json()
    handle_json()
    output()

问题：

流程重复
难维护
修改流程需要改多处

三、模板方法模式的核心思想

把"流程骨架"固定在父类中，把"可变步骤"交给子类。

结构：

id="mwv8nu" 复制代码

AbstractClass
     |
ConcreteClass

关键点：

父类定义流程（模板方法）
子类实现具体步骤

四、Python 实现模板方法模式

1️⃣ 定义抽象类

python 复制代码

from abc import ABC, abstractmethod

class DataProcessor(ABC):

    def process(self):
        self.read()
        self.handle()
        self.output()

    @abstractmethod
    def read(self):
        pass

    @abstractmethod
    def handle(self):
        pass

    def output(self):
        print("输出结果")

说明：

process() 是模板方法（固定流程）
read/handle 是可变步骤
output 是默认实现

2️⃣ 具体实现类

python 复制代码

class CSVProcessor(DataProcessor):

    def read(self):
        print("读取 CSV")

    def handle(self):
        print("处理 CSV 数据")

python 复制代码

class JSONProcessor(DataProcessor):

    def read(self):
        print("读取 JSON")

    def handle(self):
        print("处理 JSON 数据")

3️⃣ 使用方式

python 复制代码

processor = CSVProcessor()
processor.process()

输出：

复制代码

读取 CSV
处理 CSV 数据
输出结果

五、模板方法模式的核心价值

模板方法模式本质是：

把流程固定，把变化隔离。

它解决的是：

重复代码
流程一致但实现不同
控制执行顺序

六、钩子方法（Hook）

模板方法中常见一个扩展点 ------ Hook（钩子方法）。

python 复制代码

class DataProcessor(ABC):

    def process(self):
        self.read()
        self.handle()

        if self.need_output():
            self.output()

    def need_output(self):
        return True

子类可以选择覆盖：

python 复制代码

class SilentProcessor(DataProcessor):

    def read(self):
        print("读取数据")

    def handle(self):
        print("处理数据")

    def need_output(self):
        return False

作用：

提供可选扩展点
控制流程分支

七、模板方法 vs 策略模式

很多人会混淆。

区别很关键：

对比点	模板方法	策略模式
实现方式	继承	组合
控制流程	父类控制	客户端控制
是否可动态切换	否	是

一句话总结：

模板方法是"流程写死，步骤可变"，

策略模式是"步骤可替换"。

八、Python 中的"轻量实现"

Python 中有时候不需要严格用抽象类。

也可以用"约定"实现：

python 复制代码

class BaseProcessor:

    def process(self):
        self.read()
        self.handle()
        self.output()

    def output(self):
        print("输出")

子类只要实现：

python 复制代码

class MyProcessor(BaseProcessor):

    def read(self):
        ...

    def handle(self):
        ...

这就是 Python 的灵活性。

九、真实项目中的应用

模板方法模式非常常见：

1️⃣ Web 框架

Django / Flask 请求流程：

id="f8yv54" 复制代码

请求 → 中间件 → 视图 → 响应

流程固定，细节可扩展。

2️⃣ 爬虫框架

id="gsz9p3" 复制代码

请求 → 解析 → 存储

不同网站实现不同解析逻辑。

3️⃣ 数据处理管道

ETL 流程：

id="3d5c6q" 复制代码

Extract → Transform → Load

4️⃣ 测试框架

id="7kq6o1" 复制代码

setup → test → teardown

十、优缺点

✅ 优点

提高代码复用
固定流程，降低出错概率
符合开闭原则

❌ 缺点

依赖继承
灵活性不如策略模式
子类过多时复杂

十一、什么时候使用模板方法？

适合：

流程固定
步骤可变
多个类似算法

不适合：

需要动态切换逻辑
流程变化频繁

十二、一句话总结

模板方法模式的本质是：
固定流程，开放步骤。

换句话说：

把"骨架"写在父类，把"细节"交给子类。