模板方法模式-C语言实现

代码实现：

#include 

// 定义抽象基类
typedef struct {
    void (*step1)(void);
    void (*step2)(void);
    void (*step3)(void);
} AbstractClass;

// 具体实现类1
void concreteStep1() {
    printf("Concrete Step 1\n");
}

void concreteStep2() {
    printf("Concrete Step 2\n");
}

void concreteStep3() {
    printf("Concrete Step 3\n");
}

// 具体实现类2
void anotherConcreteStep1() {
    printf("Another Concrete Step 1\n");
}

void anotherConcreteStep2() {
    printf("Another Concrete Step 2\n");
}

void anotherConcreteStep3() {
    printf("Another Concrete Step 3\n");
}

// 模板方法
void templateMethod(AbstractClass* obj) {
    obj->step1();
    obj->step2();
    obj->step3();
}

int main() {
    // 创建具体实现类1的对象并调用模板方法
    AbstractClass obj1 = {concreteStep1, concreteStep2, concreteStep3};
    templateMethod(&obj1);

    // 创建具体实现类2的对象并调用模板方法
    AbstractClass obj2 = {anotherConcreteStep1, anotherConcreteStep2, anotherConcreteStep3};
    templateMethod(&obj2);

    return 0;
}

在上面的示例代码中，首先定义了一个抽象基类AbstractClass，其中包含了三个函数指针，对应模板方法中的三个步骤。然后定义了具体实现类concreteStep1、concreteStep2和concreteStep3，以及另一个具体实现类anotherConcreteStep1、anotherConcreteStep2和anotherConcreteStep3，它们分别实现了抽象基类中的三个步骤。

接下来定义了模板方法templateMethod，它接收一个抽象基类对象作为参数，并依次调用对象的三个函数指针，完成算法的骨架部分。最后，在main函数中创建了两个不同的具体实现类的对象，并调用模板方法进行测试。

模板方法模式将算法的骨架和具体步骤的实现进行了解耦，通过在抽象基类中定义模板方法，并使用函数指针回调具体实现类的函数来实现多态性，可以灵活地扩展和定制算法的具体步骤。

模板方法模式是一种典型的行为型设计模式，其主要优缺点如下：

优点：

1. 封装不变部分：将算法的骨架和具体实现分离，把不变的部分封装到父类中，可以提高代码复用性和可维护性。
2. 提高可扩展性：子类可以通过重写父类的钩子方法，来改变算法的某些步骤，从而增强了模板方法的灵活性和可扩展性。
3. 便于维护：模板方法模式使得算法的各个步骤都有明确的定义，易于调试和维护。

缺点：

1. 增加了类的数量：为了实现模板方法模式，需要定义抽象类或接口，以及具体实现类，会增加类的数量和层次。
2. 限制了继承的使用：由于模板方法模式采用了父类调用子类的方式，因此对子类的继承有一定的限制，子类必须遵循父类定义的算法骨架。
3. 不适合复杂算法：如果算法的步骤太多或者太复杂，可能会导致模板方法变得过于庞大和复杂，难以维护和扩展。

适用场景：

1. 算法的骨架已经确定，但是某些步骤的具体实现可能不同。
2. 需要封装一些复杂的流程，使得屏蔽细节，提高代码复用性，以及便于维护。
3. 具有多个子类共同实现某个方法，并且这些子类中的部分步骤相同，部分步骤不同。