【设计模式】模版方法模式

1、定义

1.1 标准定义

　　Define the skeleton of an algorithm in an operation,deferring some steps to subclasses.TemplateMethod lets subclasses redefine certain steps of an algorithm without changing the algorithm'sstructure.（ 定义一个操作中的算法的框架， 而将一些步骤延迟到子类中。 使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 ）

1.2 通用类图

　　● 基本方法
　　基本方法也叫做基本操作， 是由子类实现的方法， 并且在模板方法被调用。

　　● 模板方法
　　可以有一个或几个， 一般是一个具体方法， 也就是一个框架， 实现对基本方法的调度，完成固定的逻辑。

2、实现

2.1 类图

2.2 代码

2.2.1 模版类

// TemplateMethod.h

#ifndef _TEMPLATEMETHOD_H_
#define _TEMPLATEMETHOD_H_

//抽象模板，并定义了一个模板方法。
class AbstractClass
{
public:
    ~AbstractClass();
    //具体的模板方法，给出了逻辑的骨架，而逻辑的组成是一些相应的抽象操作，它们都推迟到子类中实现
    void TemplateMethod();

protected:
    AbstractClass();

    //一些抽象行为，放到子类中去实现
    virtual void PrimitiveOperation1()=0;
    virtual void PrimitiveOperation2()=0;
};

//实现基类所定义的抽象方法
class ConcreteClassA : public AbstractClass
{
public:
    ConcreteClassA();
    ~ConcreteClassA();

protected:
    //实现基类定义的抽象行为
    virtual void PrimitiveOperation1();
    virtual void PrimitiveOperation2();
};

//实现基类所定义的抽象方法
class ConcreteClassB : public AbstractClass
{
public:
    ConcreteClassB();
    ~ConcreteClassB();

protected:
    //实现基类定义的抽象行为
    virtual void PrimitiveOperation1();
    virtual void PrimitiveOperation2();
};

#endif

//TemplateMethod.cpp

#include "TemplateMethod.h"
#include <iostream>

using namespace std;

AbstractClass::AbstractClass(){}

AbstractClass::~AbstractClass(){}

void AbstractClass::TemplateMethod()
{
    this->PrimitiveOperation1();
    this->PrimitiveOperation2();
}

ConcreteClassA::ConcreteClassA(){}

ConcreteClassA::~ConcreteClassA(){}

void ConcreteClassA::PrimitiveOperation1()
{
    cout << "ConcreteClassA::PrimitiveOperation1" << endl;
}

void ConcreteClassA::PrimitiveOperation2()
{
    cout << "ConcreteClassA::PrimitiveOperation2" << endl;
}

ConcreteClassB::ConcreteClassB(){}

ConcreteClassB::~ConcreteClassB(){}

void ConcreteClassB::PrimitiveOperation1()
{
    cout << "ConcreteClassB::PrimitiveOperation1" << endl;
}

void ConcreteClassB::PrimitiveOperation2()
{
    cout << "ConcreteClassB::PrimitiveOperation2" << endl;
}

2.2.2 调用

// main.cpp

#include "TemplateMethod.h"

int main()
{
    //ConcreteClassA与ConcreteClassB可相互替换
    AbstractClass* pAbstract = new ConcreteClassA();
    pAbstract->TemplateMethod();

    pAbstract = new ConcreteClassB();
    pAbstract->TemplateMethod();
    
    return 0;
}

3、优缺点

3.1 优点

　　● 封装不变部分， 扩展可变部分
　　把认为是不变部分的算法封装到父类实现， 而可变部分的则可以通过继承来继续扩展。增加一个子类， 实现父类的基本方法就可以了。

　　● 提取公共部分代码， 便于维护
　　将通用流程提取到父类实现，可以集中管理维护，如果散乱的流程在各个子类，很难维护。

　　● 行为由父类控制， 子类实现
　　基本方法是由子类实现的， 因此子类可以通过扩展的方式增加相应的功能， 符合开闭原则。

3.2 缺点

　　按照我们的设计习惯， 抽象类负责声明最抽象、 最一般的事物属性和方法， 实现类完成具体的事物属性和方法。 但是模板方法模式却颠倒了， 抽象类定义了部分抽象方法， 由子类实现， 子类执行的结果影响了父类的结果， 也就是子类对父类产生了影响， 这在复杂的项目中， 会带来代码阅读的难度， 而且也会让新手产生不适感。

4、使用场景

　　● 多个子类有公有的方法， 并且逻辑基本相同时。
　　● 重要、 复杂的算法， 可以把核心算法设计为模板方法， 周边的相关细节功能则由各个子类实现。
　　● 重构时， 模板方法模式是一个经常使用的模式， 把相同的代码抽取到父类中， 然后通过钩子函数约束其行为。