设计模式-Template Method

模式定义

定义一个操作中的算法的骨架（稳定），将一些步骤的实现延迟（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（虚函数override重写）该算法的某些特定步骤。

程序示例

//传统结构化代码
class Library{
public:
	Step1();
	Step2();
	Step5();
	...
};

class Application{
public:
	Step2();
	Step4();
};

int main(){
	Library lib;
	Application app;
	lib.Step1();
	if(app.Step2()){
		lib.Step3();
	}

	for(...){
		app.Step4();
	}
	
	lib.Step5();
	...
}

//面向对象，Template Method模式
class Library{
public:
	//稳定中包含变化，成员函数Run()是稳定的，里面的Step2()和Step4()是变化的
	void Run(){
		Step1();
		if(Step2()){		//支持变化，虚函数多态调用
			Step3();
		}
		for(...){
			Step4();		//支持变化，虚函数多态调用
		}
		Step5();
	}
	virtual ~Library();		//虚析构函数，防止派生类释放内存出错
protected:
	Step1();
	Step3();
	Step5();
	
	virtual Step2();
	virtual Step4();
};

class Application : public Library{
public:
	//重写虚函数
	Step2();
	Step4();
};

int main(){
	//多态
	Library* pLib = new Application;
	//Run()不是虚函数，此处调用基类的Run()，但是在Run()内部的Step2()和Step4()是虚函数，调用的是Application中的Step2()和Step4()
	pLib->Run();
	delete pLib;
	...
}

早绑定与晚绑定

第一段代码属于早绑定，Library写的早，Application写的晚，Application去调用Library中的东西；

第二段代码属于晚绑定，同样Library写的早，Application写的晚，但是此处Library去调用Application中的东西；

要点总结

1、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（虚函数加继承），是代码复用方面的基本实现结构。
2、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”的反向控制结构加粗样式（虚函数晚绑定）是Template Method的典型应用。
3、在具体实现方面，被Template Method调用的虚方法可以有实现，也可以没有实现（抽象方法、纯虚方法、纯虚函数），一般设置为protected方法。