C++设计模式笔记（03-02) - Template Method_模板方法(下)

• C++设计模式笔记（03-01) - Template Method_模板方法(上):
  https://blog.csdn.net/mofan6930/article/details/104363321
• C++设计模式笔记（04) - Strategy 策略模式
  https://blog.csdn.net/mofan6930/article/details/104400839

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• 参考书籍：《设计模式：可复用面向对象软件的基础》
  

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• 参考课程：《C++设计模式》-李建忠
  

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1.动机(Motivation)

▷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。
▷即此模式解决的是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。

2.实例

（1）结构化软件设计流程

• 解决方法1:

//伪代码,未严格遵循cpp编码标准
//应用程序开发人员
//template1_app.cpp
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();
}

//伪代码,未严格遵循cpp编码标准
//程序库开发人员
//template1_lib.cpp
class Library{

public:
	void Step1(){
		//...
	}

    void Step3(){
		//...
    }

    void Step5(){
		//...
    }
};

（2）面向对象软件设计流程

*解决方法2:

//伪代码,未严格遵循cpp编码标准
//应用程序开发人员
//template2_app.cpp
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();
	    lib->Run();

		delete pLib;
	}
}

//伪代码,未严格遵循cpp编码标准
//程序库开发人员
//template2_lib.cpp
class Library{
public:
	//稳定 template method
    void Run(){
        
        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
        //.....
    }
	void Step3() {//稳定
        //.....
    }
	void Step5() { //稳定
		//.....
	}

	virtual bool Step2() = 0;//变化
    virtual void Step4() =0; //变化
};

对比上述两种方式：
Library比Application开发的早

• 结构化软件设计流程
  
• 面向对象软件设计流程
  
• 站在Library角度来说：“不要调用我，让我来调用你”（反向控制结构）

• 使用设计模式的前提条件是：既有变化，又有稳定点
  • 如果没有稳定点，设计模式没有任何作用
  • 反之，当所有东西都是稳定的时候，我们就没有必要使用设计模式，设计模式就没有任何意义了
• 设计模式最大的作用是在稳定和变化中寻找隔离点，然后来分离它们，从而来管理变化，把变化像小兔子一样关在笼子里，让它在笼子中跳，而不是放出来污染（影响）整个房子

3.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：可复用面向对象软件的基础》

4.结构(Structure)

5.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。

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