【设计模式】第2篇-模板方法

定义

定义一个操作中的算法的骨架 (稳定)，而将一些步骤延迟(变化)到子类中。Template Method使得子类可以不改变(复用)一个算法的结构即可重定义(override 重写)该算法的某些特定步骤。

动机

• 在软件构建过程中，对于某一项任务，它常常有稳定的整体操作
  结构，但各个子步骤却有很多改变的需求，或者由于固有的原因
  （比如框架与应用之间的关系）而无法和任务的整体结构同时实现。
• 如何在确定稳定操作结构的前提下，来灵活应对各个子步骤的变
  化或者晚期实现需求？

结构

要点

• Template Method模式是一种非常基础性的设计模式，在面向对
  象系统中有着大量的应用。它用最简洁的机制（虚函数的多态性）
  为很多应用程序框架提供了灵活的扩展点，是代码复用方面的基本
  实现结构。
• 除了可以灵活应对子步骤的变化外，“不要调用我，让我来调用
  你”的反向控制结构是Template Method的典型应用。
• 在具体实现方面，被Template Method调用的虚方法可以具有实
  现，也可以没有任何实现（抽象方法、纯虚方法），但一般推荐将
  它们设置为protected方法。

示例

在没有使用设计模式时代码可能会是这样的，该代码的问题在于没有将稳定的部分以代码的形式封装起来，违背了针对接口编程的原则，如需要变更，需要修改大量的代码，在编译时，应用程序父类的操作依赖于子类或main函数中的实现，违背了依赖倒置原则

//Library.cpp
class Library {
public:
	//Constructor
public:
	void step1() {
		//...
	}
	void step3() {
		//...
	}
	void step5() {
		//...
	}
};
//Application.cpp
class Application {
public:
	//Constructor
public:
	bool step2() {
		//...
	}
	void step4() {
	}
};
int main(int argc, char *argv[]) {
	Library lib;
	Application app;
	lib.step1();
	if (app.step2()) {
		lib.step3();
	}
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		app.step4();
	}
	lib.step5();
}

在使用了模板方法后，将程序流程即稳定的结构抽象到父类中，将变化的细节在子类中实现

//Library.cpp
class Library {
public:
	//Constructor
	virtual ~Library() {
	}
public:
	virtual void run() = 0;
protected:
	void step1() {
		//...
	}
	void step3() {
		//...
	}
	void step5() {
		//...
	}
	virtual bool step2() = 0;
	virtual void step4() = 0;
};
//Application.cpp
class Application :public Library {
public:
	//Constructor
protected:
	bool step2() {
		//...
	}
	void step4() {
	}
	void run() {
		step1();
		if (step2()) {
			step3();
		}
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			step4();
		}
		step5();
	}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
	Library *lib;
	Application app;
	lib = &app;
	lib->run();
}