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?

模式定义

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。 ——《 设计模式》 GoF

代码理解

未使用设计模式代码,简称代码A

#include <iostream>

using namespace std;

//程序开发人员
class Library
{

public:
    void Step1()
    {
    }

    void Step3()
    {
    }

    void Step5()
    {
    }
};
#include "template1_lib.cpp"

//APP开发人员
class Application
{
  public:
    bool Step2()
    {
    }

    void Step4()
    {
    }
};

int main()
{
    Library lib;
    Application app;

    lib.Step1();

    if (app.Step2())
    {
        lib.Step3();
    }

    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        app.Step4();
    }

    lib.Step5();
}

使用设计模式代码,简称代码B

#include <iostream>

using namespace std;

//程序库开发人员
class Library
{
  public:
    //稳定 template method
    void Run()
    {
    //这里为算法骨架 骨架不变,具体方法可以变化,假如骨架不稳定,则这个方法不适合
        Step1();

        if (Step2())
        { //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
            Step3();
        }

        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            Step4(); //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
        }

        Step5();
    }
    virtual ~Library() {}

  protected:
    void Step1()
    { //稳定
        cout << "Step1" << endl;
    }
    void Step3()
    { //稳定
        cout << "Step3" << endl;
    }
    void Step5()
    {   //稳定
        cout << "Step5" << endl;
    }

    virtual bool Step2() = 0; //变化
    virtual void Step4() = 0; //变化
};
#include "template2_lib.cpp"
#include <iostream>

using namespace std;

//应用程序开发人员
class Application : public Library
{
  protected:
    virtual bool Step2()
    {
        //... 子类重写实现
    }

    virtual void Step4()
    {
        //... 子类重写实现
    }
};

int main()
{
    Library *pLib = new Application();
    pLib->Run();

    delete pLib;
}

上面两段代码流程图区别
A:
1 ->2 ->3 ->4 ->5
library开发人员:开发1 3 5三个流程
Application人员:开发 2 4 两个步骤 和 程序主流程
APP调用library 早绑定
B:
1 ->2 ->3 ->4 ->5
library开发人员: 开发1 3 5三个流程 和 程序主流程(run方法里面)
Application人员:开发 2 4 两个步骤
library调用APP 晚绑定
稳定有变化,设计模式中是一定要有个稳定点,我们用设计模式就是将稳定的固定下来,将变化隔离出来。如果在软件中一切是稳定或者一切都是变化的,那设计模式将无任何作用.

UML类图

要点总结

  • 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。

1 个评论

  1. 通告:C++设计模式 - 吴晓宁博客

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