策略模式和模板方法模式的异同

策略模式（Strategy Pattern）和模板方法模式（Template Method Pattern）都是行为设计模式，用于定义算法的结构和行为，但它们在实现方式和应用场景上有一些显著的差异。以下是这两种模式的对比：

策略模式 (Strategy Pattern)

定义

策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。策略模式使得算法可以独立于使用它的客户端而变化。

组成部分

策略接口（Strategy Interface）：定义算法的通用接口。
具体策略类（Concrete Strategies）：实现策略接口的具体算法。
上下文类（Context）：持有一个策略接口的引用，通过策略接口调用具体的算法。

示例代码

// 策略接口
interface Strategy {
    void execute();
}

// 具体策略类
class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    public void execute() {
        System.out.println("Strategy A");
    }
}

class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    public void execute() {
        System.out.println("Strategy B");
    }
}

// 上下文类
class Context {
    private Strategy strategy;

    public void setStrategy(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void executeStrategy() {
        strategy.execute();
    }
}

应用场景

需要在运行时选择不同的算法或行为。
需要避免使用条件语句（如if-else或switch-case）来选择行为。
需要能够独立于使用它的客户端而变化的算法。

模板方法模式 (Template Method Pattern)

定义

模板方法模式定义了一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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步骤。

组成部分

抽象类（Abstract Class）：定义算法的骨架，并包含一个或多个抽象方法（即未实现的方法），这些抽象方法将在子类中实现。
具体子类（Concrete Subclasses）：实现抽象类中的抽象方法，以完成算法中相应的步骤。

示例代码

// 抽象类
abstract class AbstractClass {
    // 模板方法，定义算法骨架
    public final void templateMethod() {
        stepOne();
        stepTwo();
        stepThree();
    }

    // 具体步骤，由子类实现
    protected abstract void stepOne();
    protected abstract void stepTwo();
    protected abstract void stepThree();
}

// 具体子类
class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    protected void stepOne() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step One");
    }
    protected void stepTwo() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step Two");
    }
    protected void stepThree() {
        System.out.println("ConcreteClassA: Step Three");
    }
}

class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    protected void stepOne() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step One");
    }
    protected void stepTwo() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step Two");
    }
    protected void stepThree() {
        System.out.println("ConcreteClassB: Step Three");
    }
}

应用场景

在多个类中共享代码，避免代码重复。
需要在不改变算法结构的情况下，重定义算法中的某些步骤。
需要控制子类的扩展，以确保算法的框架结构不变。

主要区别

目的和用法：
- 策略模式：主要用于在运行时选择不同的算法或行为，且这些算法是互换的。
- 模板方法模式：主要用于定义一个算法的骨架，并允许子类在不改变算法结构的情况下重新定义某些步骤。
类关系：
- 策略模式：使用组合（组合多个策略类），策略由上下文类持有并调用。
- 模板方法模式：使用继承（模板方法在抽象类中定义），子类通过实现抽象方法来定制具体步骤。
设计目标：
- 策略模式：强调的是算法的可互换性和独立性。
- 模板方法模式：强调的是算法结构的稳定性和步骤的可变性。
灵活性：
- 策略模式：在运行时可以灵活地切换策略，适用于算法在运行时需要动态变化的场景。
- 模板方法模式：通过继承来实现算法步骤的变化，适用于算法步骤在编译时确定的场景。