模板模式（Template Method Pattern）是一种行为设计模式，它在一个方法中定义了一个算法的骨架，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。模板模式使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些特定步骤。

主要角色

1. 抽象类（Abstract Class）：

   • 定义了一个或多个抽象方法，用于让子类去实现算法的某些特定步骤。
   • 包含一个模板方法（Template Method），该方法定义了算法的骨架，调用了已定义和未定义的步骤（即抽象方法和具体方法）。

2. 具体子类（Concrete Subclasses）：

   • 继承自抽象类，并实现抽象类中定义的抽象方法。
   • 可以通过扩展或覆盖父类中的方法来改变算法中特定步骤的行为。

优点

1. 代码复用：模板方法定义在抽象类中，子类可以复用这部分代码，无需重复编写。
2. 算法结构清晰：模板方法定义了算法的骨架，使得算法结构更加清晰、易于理解。
3. 可扩展性：子类可以通过覆盖或扩展模板方法中的特定步骤来改变算法的行为，而无需修改其他部分。
4. 符合开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。子类可以通过扩展来实现新的功能，而无需修改父类代码。

缺点

1. 子类数量增加：每个不同的算法实现都需要一个子类，这可能导致系统中子类数量的增加。
2. 控制反转：在模板模式中，子类可能会影响父类的行为，这可能会导致控制反转，使得代码阅读和调试变得更加困难。

应用场景

1. 算法框架：当多个类拥有相同的算法框架，但部分步骤有所不同时，可以使用模板模式来定义这个框架，并让子类来实现不同的步骤。
2. 生命周期管理：在需要控制对象生命周期的场景中，可以使用模板模式来定义对象的创建、初始化、使用和销毁等步骤，并让子类来实现特定的生命周期行为。
3. 框架设计：在框架设计中，可以使用模板模式来定义框架的通用逻辑，并允许用户通过扩展框架来实现特定的业务逻辑。

示例

假设我们有一个游戏框架，其中包含了初始化、开始、进行和结束等步骤。不同的游戏可能需要实现这些步骤的不同行为。我们可以使用模板模式来定义这个框架：

public abstract class Game {
    // 模板方法，定义了游戏的流程
    public final void play() {
        init(); // 初始化
        start(); // 开始游戏
        playRound(); // 进行游戏回合
        end(); // 结束游戏
    }

    // 抽象方法，由子类实现
    protected abstract void init();
    protected abstract void start();
    protected abstract void playRound();
    protected abstract void end();
}

// 具体的游戏子类
public class BasketballGame extends Game {
    @Override
    protected void init() {
        System.out.println("篮球游戏初始化成功");
    }

    @Override
    protected void start() {
        System.out.println("开始打篮球了！");
    }

    @Override
    protected void playRound() {
        // 实现篮球游戏的回合逻辑
    }

    @Override
    protected void end() {
        System.out.println("篮球游戏结束");
    }
}

在这个示例中，Game抽象类定义了游戏的流程（模板方法play()），并包含了需要子类实现的抽象方法。BasketballGame类继承了Game类，并实现了这些抽象方法，以定义篮球游戏的具体行为。通过调用Game类的play()方法，我们可以启动篮球游戏，并自动执行其流程。