学习设计模式：Template Method（模板方法）

阳光穿透心脏的1/2处 2022-10-29 14:28 140阅读 0赞

# 意图 #

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。Template Method 使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。（个人理解：任务流程部分步骤延迟实现，如一些框架的操作已经拟定了主流程，我们只需要实现部分虚函数接口）

# 适用性 #

模板方法应用于下列情况：

*  一次性实现一个算法的不变的部分，并将可变的行为留给子类来实现。（个人理解，对于哪些是稳定需求的判定本身也需要行业经验，所以一开始设计没必要过于套用模式，而是在逐步迭代中完善）
 *  各子类中公共的行为应被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
 *  控制子类扩展，只在特定的点进行扩展。（设计模式一书中把缺省实现的虚函数留作为扩展接口，个人认为一些框架中的 xxBefore 和 xxAfter 接口应属此列）

# 结构 #

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AbstractClass：实现一个模板方法，定义完整的算法流程，并调用各个步骤的接口；模板方法的部分接口作为抽象接口（即虚函数），延迟到子类去实现。

ConcreteClass：实现模板方法中的抽象接口。

ConcreateClass 靠 AbstreactClass 来实现算法中不变的步骤。

# 细则 #

*  在 GOF 《设计模式》一书中区分了钩子函数和抽象函数，钩子函数默认有缺省行为作为保留的扩展接口，抽象函数表示必须重定义的接口。 
 *  使用C++访问控制。在C++中，模板方法调用的抽象接口可以被定义为保护成员。这保证它们只被模板方法调用。必须重定义的接口必须定义为纯虚函数。模板方法自身不需被重定义；因此可以将模板方法定义为一个非虚成员函数。
 *  尽量减少抽象接口数目。定义模板方法的一个重要目的就是尽量将少一个子类具体实现该算法时必须重定义的那些接口数目。需要重定义的操作越多，客户程序越冗长。
 *  命名约定。可以给应被重定义的操作的名字加上一个前缀以识别它们，如 DoXxxx() 。

# 代码示例 #

class Library
    {
    public:
    	virtual ~Library(){}
    	void run() {
    		step1();
    		step2();
    		if (step3()) {
    			step4();
    		}
    	}
    protected:
    	void step1() {}
    	void step2() {}
    	//钩子函数有缺省实现
    	virtual bool step3() { return true; }
    	//抽象接口
    	virtual void step4() = 0;
    };
    
    class MyLibrary : public Library
    {
    protected:
    	//实现具体操作
    	void step4() override {}
    };
    
    int main0()
    {
    	MyLibrary lib;
    	lib.run();
    	return 0;
    }

# 相关模式 #

*  Factory Method 常被 Template Method 调用。
 *  Template Method 使用继承来改变算法的一部分，Strategy 使用委托来改变整个算法。（个人理解：GOF 是以 C++ 语言来描述的，但是模式本身可以超越语言的限制，对于 C 语言就没有类继承这种机制。我的看法是，模板方法在于封装流程，将可变部分的实现延迟到子类或者初始化，即便是用函数指针而不是类继承我也认为是模板方法的思想；而策略模式的重点在于以扩展的思维应对需求变更，增加实体类比增加 if else/switch case 更符合开闭原则。）

# 参照 #

书籍：GOF《设计模式：可复用面向对象软件的基础》

视频：李建忠设计模式（版权问题，自行搜索）

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