【Template模式】C++设计模式——模板模式

  现代软件设计的特征是“需求的频繁变化”。设计模式的要点是——寻找变化点，然后在变化点处应用设计模式，从而更好地应对需求的变化， “什么时候、什么地点应用设计模式” 比 “理解设计模式结构本身”更为重要
    C++设计模式大全，23种设计模式合集详解—（点我跳转）

一、软件设计流程探讨

  下图是原始与使用Template设计模式的流程图对比，在原始的是App开发者写主流程去调用红色的，而Template设计模式是Lib开发者去调用蓝色的，这就出现了“早绑定”与“晚绑定”的探讨

  Libary开发的库肯定是比写应用程序要早的。下面将用代码来呈现他们之间的关系。

 /**
  * 早绑定
  * 缺点：作为应用程序的骨架部分，其实框架已经是写好了的，而我们
  *       不需要对框架进行改变，只需要写实现。但早绑定的方法却对
  *       框架进行更改。
  */
Class Library{
public:
	void Step1(){
		//...
	}
	void Step3(){
		//...
	}
	void Step5(){
		//...
	}
};
//--------- 以下是Application开发者写的 ---------
Class Application {
public:
	void Step2(){
		//...
	}
	void Step4(){
		//...
	}
};

int main (){
	Library lib();
	Application app();

	lib.Setp1();
	if(app.Step2()){
		lib.Step3();
	}
	for (int i = 0; i < 4; i++){
		app.Step4();
	}
	lib.Step5();
	
	return 0;
}

/**
 * 晚绑定
 * 优点：拥有稳定的骨架结构
 */
Class Library{
public:
	// run是稳定的骨架
	void run(){
		Setp1();
		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(){ }	//如果基类析构函数不写成虚的，那么就调不到子类的析构函数
	
protected:
	void Step1(){
		//...
	}
	void Step3(){
		//...
	}
	void Step5(){
		//...
	}
	virtual void Step2() = 0;
	virtual void Step4() = 0;
};
//--------- 以下是Application开发者写的 ---------
Class Application : public Library{
protected:
	virtual bool Step2() override{
		//... 子类重写
	}
	virtual bool Step4() override{
		//... 子类重写
	}
};

int main(){
	Library* pLib = new Application();
	lib->run();
	delete pLib;
	return 0;
}

二、Template模式介绍

  以下括号里的字是重点阐释
（1）模式动机
  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?
（2） 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)到子类的中。Template设计模式使得子类可以不改变(复用)一个算法的结构即可重定义(重写)该算法的某些特定步骤。
（3）要点总结
 a). Template设计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
 b). 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设计模式的典型应用。
 c). 在具体实现方面，被Template设计模式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，因为它们单独作为一个方法的意义是不大或没有的，也就是说作为public方法让别人调用它是没有意义的，它往往要放在一个流程中才有意义，也就是说它的前面或者后面要有相应的步骤作铺垫，调用起来才有意义

三、代码实现

  在第一点中已展示出相应的代码，这里不做过多的赘述。我们应该要去好好把握稳定与变化间的关系，这才是该Template设计模式的重要点。