C++设计模式——模板方法模式Template-Pattern

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？

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。 ——《 设计模式》 GoF

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。

基本代码

#include <iostream>
using namespace std;

class AbstractClass {
// 抽象类，其实就是一个抽象模板，定义并实现了一个模板方法。
// 这个模板方法一般是一个具体方法，给出了一个顶级逻辑的骨架，而逻辑的组成步骤在相应的抽象操作中，推迟到了子类实现。
// 顶级逻辑也可能调用一些具体的方法。
public:
    void TemplateMethod() { // 模板方法，给出了逻辑骨架，而逻辑的组成是一些相应的抽象操作，推迟到子类实现.
        PrimitiveOperation1();
        PrimitiveOperation2();
    }
    virtual void PrimitiveOperation1() = 0;
    virtual void PrimitiveOperation2() = 0; // 一些抽象行为，放到子类实现
    virtual ~AbstractClass() {}
};

class ConcreteClassA : public AbstractClass {
// ConcreteClass实现父类所定义的一个或多个抽象方法。
// 每个AbstractClass都可以有任意多个ConcreteClass与之对应，
// 而每一个ConcreteClass都可以给出这些抽象方法的不同实现，从而使得顶级逻辑的实现各不相同。
public:
    void PrimitiveOperation1() {
        cout << "ConcreteClassA: PrimitiveOperation1 & ";
    }
    void PrimitiveOperation2() {
        cout << "PrimitiveOperation2" << endl;
    }
};

class ConcreteClassB : public AbstractClass {
public:
    void PrimitiveOperation1() {
        cout << "ConcreteClassB: PrimitiveOperation1 & ";
    }
    void PrimitiveOperation2() {
        cout << "PrimitiveOperation2" << endl;
    }
};

int main() {
    AbstractClass* aa = new ConcreteClassA();
    aa->TemplateMethod(); // ConcreteClassA: PrimitiveOperation1 & PrimitiveOperation2

    AbstractClass* ab = new ConcreteClassB();
    ab->TemplateMethod(); // ConcreteClassB: PrimitiveOperation1 & PrimitiveOperation2

    delete aa;
    delete ab;
    return 0;
}