Template Method

引言

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

framework和library会有区别，但是在本节学习过程中不过多去探究它们的区别，都暂且将之称之为框架。

在现在软件开发过程中，通常会感觉先拉好软件框架，然后再向框架的不同部分填充代码即可。

Template Method

动机

实际情况
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，但是某些子步骤却又很多改变的需求，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。

提出问题
那么，如何在确定稳定操作结构的前提下，灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求呢？

假设现在需要这样的代码

一项任务的程序实现有step1 ~ step5总共5个子步骤，且整体结构相当稳定
step1、step3、step5在lib库中实现，并且这三个步骤是稳定的
step2和step4是在应用程序中实现，并且会随着需求的变化而变化。

为了对比，首先看一下结构化软件设计流程代码

lib库开发程序

//程序库开发人员
class Library{

public:
    void Step1(){
	//...
	}

    void Step3(){
		//...
    }

    void Step5(){
		//...
    }
};

app开发程序

//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();

}

很显然，在上述程序中，程序开发顺序如下

再看面向对象设计流程的软件开发代码

lib程序库开发

class Library{
public:
    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() {
        //.....
    }
	void Step3() {
        //.....
    }
	void Step5() { 
		//.....
	}

	virtual bool Step2() = 0;
	virtual void Step4() = 0;
};

app程序开发

//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;
	}
}

在面向对象程序设计中，程序开发流程如图所示。

程序整体结构
程序的整体结构相当稳定，在结构化程序设计中整体结构在main()中由app开发人员进行构建；而在面向对象程序设计中，被集成布置在lib库中的Run()函数中，并被声明为public属性以供外部整体调用。

程序稳定部分
在结构化程序设计中，程序的稳定部分（step1、step3和step5）由lib库开发人员进行开发，并被声明为public属性，以供app开发人员在main()函数中的整体结构中进行调用；而在面向对象设计中，只有整体程序结构的Run()方法被声明为public,而step1、step3和step5则被声明为protected属性，符合面向对象设计原则：接口隔离原则中，使得暴露出去的接口应该小而完备。

程序变化部分
在结构化程序设计中，程序的变化部分（step2、step4）由app开发人员声明为单独的类，并实现该函数。而在面向对象程序设计中，变化部分则被声明为lib库类的纯虚成员函数，app开发人员则是继承了类库并重写了step2和step4函数。在进行调用时则是通过基类指针来进行的。

在两种程序实现逻辑中，重点关注分别是如何应对稳定整体结构中某些子步骤的变化的：

首先看下面的图：