1. 简介
模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，用于定义一类操作中的算法的框架，而将算法中的一些步骤延迟到子类中实现。模板方法模式通过定义一个抽象类来封装算法的骨架，并允许子类为其中的某些步骤提供具体实现，以实现不同的行为变体。
说人话就是，如果某类操作（操作基类）可以被分解成一系列处理步骤，但是在同类的不同操作（由操作基类衍生出来的操作子类）里面，某些步骤需要不同的处理逻辑，那么这时候就可以使用模板方法模式。
2. 结构
模板方法模式的结构相对简单，通用的UML关系如下图所示：
classDiagram
class Client {
+main()
}
class AbstractClass {
<<interface>>
+templateMethod()
+step1()
+step2()
+stepN()
}
class ConcreteClass {
+step1()
+step2()
+stepN()
}
AbstractClass <|.. ConcreteClass
Client ..> ConcreteClass
除了客户端之外，模板方法模式通常包含以下几个角色：
- 抽象类（Abstract Class） ：定义算法的抽象类，其中包含一个模板方法（Template Method）用于定义算法的框架，以及一些抽象方法（Abstract Methods）用于由子类实现的具体步骤。
- 具体类（Concrete Class） ：继承自抽象类的具体子类，实现了抽象方法，从而提供了算法的具体实现。
3. 使用场景
模板方法模式的优点包括：
- 提供了一种代码复用的机制，将通用的算法骨架封装在抽象类中，而具体步骤的实现可以在具体子类中进行扩展和重用。
- 可以在不修改算法结构的情况下，通过在具体子类中重新实现具体步骤来改变算法的行为。
- 可以更好地控制算法的执行过程，通过在模板方法中定义钩子方法（Hook Methods）来影响算法的执行流程。
模板方法模式适用于以下情况：
- 有多个类具有相似的行为，但各个类之间的具体实现略有不同，可以通过模板方法模式来封装公共的算法骨架，并在子类中提供不同的具体实现。
4. 练习：【设计模式专题之模板方法模式】18-咖啡馆
"""
【设计模式专题之模板方法模式】18-咖啡馆
时间限制：1.000S 空间限制：256MB
题目描述
小明喜欢品尝不同类型的咖啡，她发现每种咖啡的制作过程有一些相同的步骤，他决定设计一个简单的咖啡制作系统，使用模板方法模式定义咖啡的制作过程。系统支持两种咖啡类型：美式咖啡（American Coffee）和拿铁（Latte）。
咖啡制作过程包括以下步骤：
1. 研磨咖啡豆 Grinding coffee beans
2. 冲泡咖啡 Brewing coffee
3. 添加调料 Adding condiments
其中，美式咖啡和拿铁的调料添加方式略有不同, 拿铁在添加调料时需要添加牛奶Adding milk
输入描述
多行输入，每行包含一个数字，表示咖啡的选择（1 表示美式咖啡，2 表示拿铁）。
输出描述
根据每行输入，输出制作咖啡的过程，包括咖啡类型和各个制作步骤，末尾有一个空行。
输入示例
1
2
输出示例
Making American Coffee:
Grinding coffee beans
Brewing coffee
Adding condiments
Making Latte:
Grinding coffee beans
Brewing coffee
Adding milk
"""
from abc import ABC, abstractmethod
class CoffeeMaker(ABC):
def make(self):
""" 模板方法 """
print(f"Making {self.type}:")
self.grind()
self.brew()
self.addCondiments()
print("")
def grind(self):
print("Grinding coffee beans")
def brew(self):
print("Brewing coffee")
@abstractmethod
def addCondiments(self):
raise NotImplemented
class AmericanCoffeeMaker(CoffeeMaker):
def __init__(self):
self.type = "American Coffee"
def addCondiments(self):
print("Adding condiments")
class LatteMaker(CoffeeMaker):
def __init__(self):
self.type = "Latte"
def addCondiments(self):
print("Adding milk")
print("Adding condiments")
def client():
while True:
try:
coffeeType = input()
except EOFError:
break
else:
if coffeeType == "1":
maker = AmericanCoffeeMaker()
else:
assert coffeeType == "2"
maker = LatteMaker()
maker.make()
if __name__ == "__main__":
client()
