c++ 设计模式3 （重构技法 Template Method）

1. 重构

面向对象设计模式是“好的面向对象设计”，所谓“好的面向对象设计”指的是那些可以满足

“应对变化，提高复用”的设计。

 

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，从而更好地理解需求的变化”

“什么时候、什么地点应设计模式”比“理解设计模式结构本身”更为重要。

 

设计模式的应用不宜先入为主，一上来就使用设计模式是对设计模式的最大误用。没有一部到位

的设计模式。敏捷软件开发提倡“Refactoring to Patterns”是目前普遍公认的最好的使用

设计模式的方法。

 

2 重构关键技法

技法与原则比某一个单纯的模式重要。

1） 静态 -> 动态

2）早绑定 -> 晚绑定

3)  继承 -> 组合

4) 编译时依赖 -> 运行时依赖

5） 紧耦合 -> 松耦合

 

3. 组件协作类模式（Template Method, Strategy, Observer）

现在软件专业分工之后的第一个结果是“框架与应用程序的划分”，“组件协作”模式通过晚期绑定，

来实现框架与应用的松耦合，是二者之间协作时常用的模式。

 

3.1 Template Method

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晚期实现需求？

 

代码实例：

方法2 相对于 方法1，由程序库开发人员实现程序主流程，留下虚函数step2, step4，供应用程序开发人员晚绑定实现。

如图所示：

 

回到Template Method定义：

定义一个操作的算法的骨架（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）该算法的某些特定步骤。

类图关系：

红色稳定，蓝色变化。

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拓展点，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。

 

  1 //程序库开发人员
  2 //template_lib1.cpp
  3 class Library{
  4 
  5 public:
  6     void Step1(){
  7         //...
  8     }
  9 
 10     void Step3(){
 11         //...
 12     }
 13 
 14     void Step5(){
 15         //...
 16     }
 17 };
 18 
 19 //应用程序开发人员
 20 //template_app1.cpp
 21 class Application{
 22 public:
 23     bool Step2(){
 24         //...
 25     }
 26 
 27     void Step4(){
 28         //...
 29     }
 30 };
 31 
 32 int main()
 33 {
 34     Library lib();
 35     Application app();
 36 
 37     lib.Step1();
 38 
 39     if (app.Step2()){
 40         lib.Step3();
 41     }
 42 
 43     for (int i = 0; i < 4; i++){
 44         app.Step4();
 45     }
 46 
 47     lib.Step5();
 48 
 49 }
 50 
 51 //程序库开发人员
 52 //template_lib1.cpp
 53 class Library{
 54 public:
 55     //稳定 template method
　　　　//稳定中有变化，很多设计模式的代码结构

 56     void Run(){
 57         
 58         Step1();
 59 
 60         if (Step2()) { //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
 61             Step3(); 
 62         }
 63 
 64         for (int i = 0; i < 4; i++){
 65             Step4(); //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
 66         }
 67 
 68         Step5();
 69 
 70     }
 71     virtual ~Library(){ }
 72 
 73 protected:
 74     
 75     void Step1() { //稳定
 76         //.....
 77     }
 78     void Step3() {//稳定
 79         //.....
 80     }
 81     void Step5() { //稳定
 82         //.....
 83     }
 84 
 85     virtual bool Step2() = 0;//变化
 86     virtual void Step4() =0; //变化
 87 };
 88 
 89 //应用程序开发人员
 90 //template_app1.cpp
 91 class Application : public Library {
 92 protected:
 93     virtual bool Step2(){
 94         //... 子类重写实现
 95     }
 96 
 97     virtual void Step4() {
 98         //... 子类重写实现
 99     }
100 };
101 
102 
103 
104 
105 int main()
106     {
107         Library* pLib=new Application();
108         lib->Run();
109 
110         delete pLib;
111     }
112 }