模板模式

引言

在C++有模板函数，在生活中有“简历模板”，“论文模板”等等，在程序设计中，也会为一个产品的生成制定一系列的算法流程，这就是模板模式的来历。

• 定义
  在一个抽象类中定义一个操作中的算法骨架（简历模板），而将一些步骤延迟到子类中去实现（自己简历内容）。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构前提下，重新定义算法的某些特定步骤，模板方法模式把不变行为搬到超类中，从而去除了子类中的重复代码。
• 架构图
  
• 生活中例子
  房屋建筑师在开发新项目时会使用模板方法。一个典型的规划包括一些建筑平面图，每个平面图体现了不同部分。在一个平面图中，地基、结构、上下水和走线对于每个房间都是一样的。只有在建筑的后期才开始有差别而产生了不同的房屋样式。
  

模板模式程序

• 情景设计
  设计一个类实现对数据库操作，实现数据库数据查询、显示工作：
  1．连接数据库（Connect）
  2．执行查询命令（Select）
  3．显示数据（Display）
  4．断开数据库连接（Disconnect）
  这些步骤是固定的，但是对于每一张具体的数据表所执行的查询却是不一样的。显然这需要一个抽象角色，给出顶级行为的实现。

• 程序架构图
  
  上图中提供了数据库的查询的框架，在查询数据库时经过连接、执行查询、显示、断开数据库四个步骤，但是查询指令的不同，导致执行查询和显示不一样，所以应用模板模式进行实现。

• 改进的架构图
  
  上图中将不一样的函数进行提取，让其在子类实现，在超类在并设置为抽象类。
  在上面的例子中，需要注意的是：
  1．对于Connect()和Disconnect()方法实现为了virtual，而Select()和Display()方法则为abstract，这是因为如果这个方法有默认的实现，则实现为virtual，否则为abstract。
  2．Run()方法作为一个模版方法，它的一个重要特征是：在基类里定义，而且不能够被派生类更改。有时候它是私有方法（private method），但实际上它经常被声明为protected。它通过调用其它的基类方法（覆写过的）来工作，但它经常是作为初始化过程的一部分被调用的，这样就没必要让客户端程序员能够直接调用它了。
  3．在一开始我们提到了不管读的是哪张数据表，它们都有共同的操作步骤，即共同点。因此可以说Template Method模式的一个特征就是剥离共同点。

• 模板方法模式中涉及了两个角色：
  抽象模板角色（Vegetable扮演这个角色）：定义了一个或多个抽象操作，以便让子类实现，这些抽象操作称为基本操作。
  具体模板角色（ChineseCabbage和Spinach扮演这个角色）：实现父类所定义的一个或多个抽象方法。 -

综述

模板方法模式在抽象类中定义了算法的实现步骤，将这些步骤的实现延迟到具体子类中去实现，从而使所有子类复用了父类的代码，所以模板方法模式是基于继承的一种实现代码复用的技术。实现了代码复用，能够灵活应对子步骤的变化，符合开放-封闭原则。模板模式在应用可以通过钩子方式（算法封装时，通过判断，决定算法流程和步骤，当然这个钩子需要在子类中重写）。模板模式和策略者模式在一定程度上想似，策略者模式是通过对象组合的方式，经变化的部分进行重构，模板模式是通过继承的方式，实现代码的重构。

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