用C#模板方法模式开发设计，代码复用率提升300%

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2026年1月23日 12:0 本文热度 112

引言

想象一下，你在咖啡店打工，每天要做美式、拿铁、卡布奇诺等不同咖啡。虽然种类不同，但制作流程相似：磨豆 → 萃取 → 添加配料 → 装饰 → 交给顾客。

聪明的店长会给你一张"通用咖啡制作流程卡"，上面写好固定步骤，只把需要调整的部分（比如加什么配料）空出来让你填。

在编程中，模板方法模式就像这张"流程卡"，帮我们解决重复代码的问题。当多个功能有相同流程、只有少数步骤不同时，它能让代码更简洁、更好维护。

什么是模板方法模式？

核心思想

模板方法模式的核心：把通用流程固定，让具体细节由子类实现。

比如做咖啡的流程是固定的，但添加什么配料（牛奶、奶泡或什么都不加）则因咖啡类型而异。

在编程中，它的工作方式是：

1. 定流程：在抽象类中定义完成任务的所有步骤
2. 留空白：将需要子类实现的步骤定义为抽象方法
3. 填细节：子类实现这些抽象方法
4. 保一致：无论子类如何实现，流程顺序不变

模式结构

模板方法模式的结构就像"流程卡"：

组件	职责
抽象类	定义通用流程和需要子类实现的步骤
具体子类	实现抽象类中的抽象方法
模板方法	定义流程执行顺序（核心）
基本方法	包括：抽象方法（必须实现）、具体方法（通用步骤）、钩子方法（可选覆盖）

记忆口诀

流程我来定，细节你去填，顺序不能变，省力又省钱

C# 实战：制作你的咖啡系统

让我们通过一个咖啡制作系统来体验模板方法模式的魅力，支持美式、拿铁和卡布奇诺的制作。

1. 咖啡制作流程模板

public abstract class CoffeeMaker
{
    // 模板方法：咖啡制作的核心流程
    public void MakeCoffee()
    {
        Console.WriteLine("=== 开始制作咖啡 ===");
        
        GrindCoffeeBeans();    // 1. 磨咖啡豆（通用步骤）
        BrewCoffee();          // 2. 萃取咖啡（通用步骤）
        AddCondiments();       // 3. 添加配料（由子类实现）
        DecorateCoffee();      // 4. 装饰咖啡（可选择覆盖）
        ServeCoffee();         // 5. 服务咖啡（通用步骤）
        
        Console.WriteLine("=== 咖啡制作完成 ===\n");
    }
    
    // 具体方法：所有咖啡都需要的通用步骤
    private void GrindCoffeeBeans()
    {
        Console.WriteLine("1. 磨咖啡豆");
        Console.WriteLine("   - 选择中度研磨");
        Console.WriteLine("   - 研磨 10 秒");
    }
    
    private void BrewCoffee()
    {
        Console.WriteLine("2. 萃取咖啡");
        Console.WriteLine("   - 注入 92°C 热水");
        Console.WriteLine("   - 萃取 25 秒");
    }
    
    // 抽象方法：子类必须实现的步骤
    protected abstract void AddCondiments();
    
    // 钩子方法：子类可以选择是否覆盖
    protected virtual void DecorateCoffee()
    {
        Console.WriteLine("4. 装饰咖啡");
        Console.WriteLine("   - 撒上少量可可粉");
    }
    
    private void ServeCoffee()
    {
        Console.WriteLine("5. 服务咖啡");
        Console.WriteLine("   - 放入杯垫");
        Console.WriteLine("   - 交给顾客");
    }
}

2. 具体咖啡制作器

// 美式咖啡制作器：简单纯粹
public class AmericanoMaker : CoffeeMaker
{
    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("3. 添加配料");
        Console.WriteLine("   - 美式咖啡：什么都不加，保持纯粹");
    }
    
    protected override void DecorateCoffee()
    {
        Console.WriteLine("4. 装饰咖啡");
        Console.WriteLine("   - 美式咖啡：不需要装饰");
    }
}

// 拿铁咖啡制作器：牛奶爱好者
public class LatteMaker : CoffeeMaker
{
    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("3. 添加配料");
        Console.WriteLine("   - 拿铁咖啡：添加蒸牛奶");
        Console.WriteLine("   - 牛奶与咖啡比例 1:1");
    }
    
    protected override void DecorateCoffee()
    {
        Console.WriteLine("4. 装饰咖啡");
        Console.WriteLine("   - 拿铁咖啡：拉花");
        Console.WriteLine("   - 画出心形图案");
    }
}

// 卡布奇诺制作器：奶泡控
public class CappuccinoMaker : CoffeeMaker
{
    protected override void AddCondiments()
    {
        Console.WriteLine("3. 添加配料");
        Console.WriteLine("   - 卡布奇诺：添加奶泡");
        Console.WriteLine("   - 奶泡与咖啡比例 1:1");
    }
    
    // 这里没有覆盖 DecorateCoffee 方法，使用父类默认实现
}

3. 测试咖啡制作系统

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("欢迎来到咖啡店！\n");
        
        // 制作美式咖啡
        Console.WriteLine("顾客点了：美式咖啡");
        CoffeeMaker americanoMaker = new AmericanoMaker();
        americanoMaker.MakeCoffee();
        
        // 制作拿铁咖啡
        Console.WriteLine("顾客点了：拿铁咖啡");
        CoffeeMaker latteMaker = new LatteMaker();
        latteMaker.MakeCoffee();
        
        // 制作卡布奇诺
        Console.WriteLine("顾客点了：卡布奇诺");
        CoffeeMaker cappuccinoMaker = new CappuccinoMaker();
        cappuccinoMaker.MakeCoffee();
        
        Console.WriteLine("咖啡制作系统测试完成！");
    }
}