C++设计模式 - 模板方法(Template Method)
组件协作模式:
- 现代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,来实现框架与应用程序之间的松耦合,是二者之间协作时常用的模式。
- 典型模式
- Template Method
- Observer / Event
- Strategy
Template Method 模式
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。
- 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?
结构化软件设计流程
面向对象软件设计流程
早绑定与晚绑定
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。
结构(Structure)
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。
结构化
//程序库开发人员
class Library{
public:
void Step1(){
//...
}
void Step3(){
//...
}
void Step5(){
//...
}
};
//应用程序开发人员
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();
}
面向对象
//程序库开发人员
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
};
//应用程序开发人员
class Application : public Library {
protected:
virtual bool Step2() {
//... 子类重写实现
return true;
}
virtual void Step4() {
//... 子类重写实现
}
};
int main()
{
Library* pLib = new Application();
pLib->Run();
delete pLib;
return 0;
}
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