设计模式-模板方法模式 C++实现

模板方法模式是基于继承的代码复用基本技术，模板方法模式的结构和用法也是面向对象设计的核心之一。在模板方法模式中，可以将相同的代码放在父类中，而将不同的方法实现放在不同的子类中。
在模板方法模式中，我们需要准备一个抽象类，将部分逻辑以具体方法以及具体构造函数的形式实现，然后声明一些抽象方法来让子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法，从而对剩余的逻辑有不同的实现，这就是模板方法模式的用意。模板方法模式体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用频率较高的模式。

1.模式定义

模板方法模式(Template Method Pattern)定义了一个算法的步骤，并允许子类别为一个或多个步骤提供其实践方式。让子类别在不改变算法架构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。在软件工程中，它是一种软件设计模式，和C++模板没有关连。

2.模式结构

外观模式包含如下角色：

AbstractClass: 抽象类ConcreteClass:具体类

3.代码分析

AbstractClass.h

#pragma once#include <iostream>using namespace std;class AbstractClass{public:    AbstractClass();    virtual ~AbstractClass();    void PrimitiveOperation1();    virtual void PrimitiveOperation2();    void TemplateMethod();};

AbstractClass.cpp

#include "AbstractClass.h"AbstractClass::AbstractClass(){}AbstractClass::~AbstractClass(){}void AbstractClass::PrimitiveOperation1(){    cout << "AbstractClass PrimitiveOperation1." << endl;};void AbstractClass::PrimitiveOperation2(){    cout << "AbstractClass PrimitiveOperation2." << endl;};void AbstractClass::TemplateMethod(){    PrimitiveOperation1();    PrimitiveOperation2();    cout << "Done the method." << endl;}

ConcreteClassA.h

#pragma once#include "AbstractClass.h"class ConcreteClassA : public AbstractClass{public:    ConcreteClassA();    virtual ~ConcreteClassA();    virtual void PrimitiveOperation2();};

ConcreteClassA.cpp

#include "ConcreteClassA.h"ConcreteClassA::ConcreteClassA(){}ConcreteClassA::~ConcreteClassA(){}void ConcreteClassA::PrimitiveOperation2(){    cout << "ConcreteClassA PrimitiveOperation2." << endl;}

ConcreteClassB 同 ConcreteClassA。

测试代码：

int main(int argc, char *argv[]){    AbstractClass *concreteClassA = new ConcreteClassA();    concreteClassA->TemplateMethod();    AbstractClass *concreteClassB = new ConcreteClassB();    concreteClassB->TemplateMethod();    return 0;}

4.模式优点

模板方法模式的优点

模板方法模式通过把不变的行为搬移到超类，去除了子类中的重复代码。

子类实现算法的某些细节，有助于算法的扩展。

通过一个父类调用子类实现的操作，通过子类扩展增加新的行为，符合“开放-封闭原则”。

5.模式缺点

模板方法模式的缺点

每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数的增加，设计更加抽象。

6.总结

模板方法模式定义了算法的步骤，将这些步骤的实现延迟到了子类。

模板方法模式为我们提供了一种代码复用的重要技巧
。
模板方法模式的抽象类可以定义抽象方法、具体方法和钩子。