python:模板方法模式

0. 引入

        有时我们会看到这样的写法：父类在自己的方法里调用一个由子类实现的函数。对不熟悉这种结构的人来说，可能会疑惑：“为什么父类能调用子类的方法？不是应该子类调用父类吗？”

        其实，这并不奇怪。这种结构恰好就是典型的 模板方法模式。

1. 什么是模板方法模式？

        模板方法模式（Template Method Pattern）是一种非常经典的面向对象设计模式。

        它的核心思想是：

父类定义一套固定的执行流程（模板），
子类在不改变整体流程的情况下，重写其中的步骤。

        换句话说：

                父类负责“流程”

                子类负责“细节”

        父类的前向传播会依次调用一些方法，而这些方法最终由子类来实现。

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2. 示例：神经网络的前向传播

父类 A：定义完整的 forward 模板

class A(nn.Module):
    def __init__():
        ...

    def forward(self, x):
        # 前置模块
        x = self._forward_block(x)

        # 主模块
        x = self._forward_block2(x)
        return x

父类 A 做了三件事：

1. 定义前向传播流程（block → block2）

2. 把关键步骤拆成方法

3. 各个方法由子类来实现

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子类 B：实现后半部分 block

class B(A):
    def __init__():
        ...

    def _forward_block(self, x):
        # 主模块实现
        return self.fc(x)

子类 C：实现前半部分 block2

class C(A):
    def __init__():
        ...

    def _forward_block2(self, x):
        return self.preprocess(x)

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4. 整体调用流程

无论你实例化的是 B 还是 C：

model = B()  # 或 C
out = model(x)

执行顺序始终来自父类 A：

1. 先执行 block2（子类实现）
2. 再执行 block（子类实现）

这就是模板方法模式的核心：

父类决定调用顺序，子类决定干什么。

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5. 模板方法模式的优点（结合你当前项目）

✔ 1）父类统一流程，所有子类保持一致结构

你希望前向传播永远是：
block2 → block

那么只需在 A 中写一次。

✔ 2）子类只实现差异部分，代码更简洁

B 只管自己的模块，C 只管自己的模块，不会影响整体流程。

✔ 3）支持灵活扩展

未来可加入：

• _forward_block3

• _forward_block_attention

• _forward_block_adapter

而不用改现有子类大量代码。

✔ 4）项目结构更专业

这正是 PyTorch、MMCV、Transformers 的常用写法。