模板方法

一、动机

1.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。

2.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？

二、介绍

意图： 定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法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。

主要解决： 一些方法通用，却在每一个子类都重新写了这一方法。

何时使用： 有一些通用的方法。

如何解决： 将这些通用算法抽象出来。

关键代码： 在抽象类实现，其他步骤在子类实现。

应用实例： 1、在造房子的时候，地基、走线、水管都一样，只有在建筑的后期才有加壁橱加栅栏等差异。 2、西游记里面菩萨定好的 81 难，这就是一个顶层的逻辑骨架。 3、spring 中对 Hibernate 的支持，将一些已经定好的方法封装起来，比如开启事务、获取 Session、关闭 Session 等，程序员不重复写那些已经规范好的代码，直接丢一个实体就可以保存。

优点： 1、封装不变部分，扩展可变部分。 2、提取公共代码，便于维护。 3、行为由父类控制，子类实现。

缺点： 每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。

使用场景： 1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。 2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项： 为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。

三、结构

四、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。

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。

五、代码展示

//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
    }

    virtual void Step4() {
    //... 子类重写实现
    }
};




int main()
  {
      Library* pLib=new Application();
      lib->Run();

    delete pLib;
  }
}