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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。
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。
示例
示例1（不使用Template Method）：
template1_lib.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//程序库开发人员
class Library
{
public:
void Step1()
{
cout << "Step1" << endl;
}
void Step3()
{
cout << "Step3" << endl;
}
void Step5()
{
cout << "Step5" << endl;
}
};
template1_app.cpp
#include "template1_lib.cpp"
//应用程序开发人员
class Application
{
public:
bool Step2()
{
cout << "myStep2" << endl;
return true;
}
void Step4()
{
cout << "myStep4" << endl;
}
};
int main()
{
Library lib;
Application app;
lib.Step1();
if (app.Step2())
{
lib.Step3();
}
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
app.Step4();
}
lib.Step5();
}
分析：
上述代码是一个面向结构的软件设计流程，程序主流程由 app 开发人员编写，属于早绑定（晚的调用早的，lib 开发人员先完成接口，再由 app 开发人员调用，具有先后顺序）
示例2（使用Template Method）：
template2_lib.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//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
cout << "Step1" << endl;
}
void Step3()
{ //稳定
cout << "Step3" << endl;
}
void Step5()
{ //稳定
cout << "Step5" << endl;
}
virtual bool Step2() = 0; //变化
virtual void Step4() = 0; //变化
};
template2_app.cpp
#include "template2_lib.cpp"
#include <iostream>
using namespace std;
//应用程序开发人员
class Application : public Library
{
protected:
virtual bool Step2()
{
//... 子类重写实现
cout << "override Step2" << endl;
return true;
}
virtual void Step4()
{
//... 子类重写实现
cout << "override Step4" << endl;
}
};
int main()
{
Library *pLib = new Application();
pLib->Run();
delete pLib;
}
分析：
上述代码是一个面向对象的软件设计流程，程序主流程由 lib 开发人员编写，属于晚绑定（早的调用晚的，lib 开发人员规定 app 开发人员需要写的接口，再由 app 开发人员实现）。其中，Step2 和 Step4 是不稳定的，所以设计成虚函数由 app 开发人员完成。
参考链接：