1. 模板方法模式介绍
模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。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。
模板方法模式由两部分组成：
AbstractClass（抽象类）：定义了一个模板方法，该方法包含了算法的骨架，具体步骤通过抽象方法、具体方法或钩子函数实现。
ConcreteClass（具体类）：实现了抽象类中的抽象方法，完成算法中的具体步骤。
2. 模板方法模式的优点
模板方法模式具有以下优点：
代码重用：模板方法模式通过将算法的骨架封装在抽象类中，可以在不改变算法结构的情况下复用代码。
扩展性：模板方法模式通过定义抽象方法、具体方法和钩子函数，使得子类可以灵活地扩展算法的具体步骤。
符合开闭原则：抽象类定义算法的骨架，具体步骤由子类实现，通过增加新的子类，可以添加新的算法步骤，但不需要修改抽象类。
3. 模板方法模式的实现
下面以一个制作咖啡的例子来说明模板方法模式的实现过程。
3.1 定义抽象类
from abc import ABC, abstractmethod
class Coffee(ABC):
def prepare(self):
self.boil_water()
self.brew()
self.pour_into_cup()
if self.add_condiments():
self.add_sugar()
def boil_water(self):
print("将水煮沸")
@abstractmethod
def brew(self):
pass
def pour_into_cup(self):
print("将咖啡倒入杯子中")
@abstractmethod
def add_condiments(self):
pass
def add_sugar(self):
print("加入糖")
coffee = Coffee()
coffee.prepare()
在上面的代码中，我们定义了一个抽象类Coffee，其中包含了一个模板方法prepare，以及一些具体方法boil_water、pour_into_cup和add_sugar。模板方法prepare定义了制作咖啡的算法骨架，具体步骤通过抽象方法brew和add_condiments实现。
需要注意的是，boil_water和pour_into_cup在抽象类中已经有了具体的实现，子类可以选择是否重写这些方法，而brew和add_condiments是抽象方法，子类必须实现这些方法。之所以将add_condiments设计为钩子函数（默认返回True），是因为加入调料是可选的。
3.2 定义具体子类
class CoffeeA(Coffee):
def brew(self):
print("用沸水冲泡咖啡A")
def add_condiments(self):
return True
class CoffeeB(Coffee):
def brew(self):
print("用沸水冲泡咖啡B")
def add_condiments(self):
return False
coffee_a = CoffeeA()
coffee_a.prepare()
coffee_b = CoffeeB()
coffee_b.prepare()
在上面的代码中，我们定义了两个具体子类CoffeeA和CoffeeB，分别实现了抽象方法brew和add_condiments。其中，CoffeeA实现了所有的具体步骤，并加入了糖；CoffeeB只实现了冲泡咖啡的步骤，不加入糖。
3.3 运行结果
将水煮沸
用沸水冲泡咖啡A
将咖啡倒入杯子中
加入糖
将水煮沸
用沸水冲泡咖啡B
将咖啡倒入杯子中
从运行结果可以看出，CoffeeA和CoffeeB分别制作了不同的咖啡，CoffeeA加入了糖，而CoffeeB没有加入糖。这说明模板方法模式能够通过子类的实现来改变算法的具体步骤。
4. 总结
模板方法模式是一种简单但实用的设计模式，通过将算法的骨架封装在抽象类中，可以使得子类能够在不改变算法结构的情况下重新定义算法中的某些步骤。模板方法模式具有代码重用、扩展性和符合开闭原则等优点，适用于具有相似流程但具体步骤不同的场景。
在Python语言中，我们可以使用抽象基类（ABC）来定义抽象类，通过抽象方法、具体方法和钩子函数来实现模板方法模式。在具体的子类中实现抽象方法来完成算法中的具体步骤，从而实现代码的复用和扩展。