Head First设计模式C++实现--第八章：模板(Template)模式

模板(Template)模式

一、问题的提出

茶和咖啡的冲泡方式非常相似：

//咖啡冲泡法prepareRecipe(){boilWater();//1、把水煮沸brewCoffeeGrinds();//2、用沸水冲泡咖啡pourInCup();//3、把咖啡倒进杯子addSuarAndMilk();//4、加糖和牛奶}//茶冲泡法prepareRecipe(){boilWater();//1、把水煮沸steepTeaBag();//2、用沸水浸泡茶叶pourInCup();//3、把茶倒进杯子addLemon();//4、加柠檬}

很明显上面有重复的代码，需要清理一下设计了。把相似的部分抽取出来，放进一个基类中。

以上的设计中把相同的两个方法抽出来放进了基类当中，但是第二、四步是一样的算法，只是应用在不同的饮料上。于是，可以抽象的将他们换一个更合适的方法，最终的设计便是：

prepareRecipe(){boilWater();//1、把水煮沸brew();//2、用沸水冲泡pourInCup();//3、把饮料倒进杯子addCondiments();//4、加调料}

二、认识模板方法

头文件：

#ifndef TEMPLATE__H#define TEMPLATE__H#include <iostream>using namespace std;//咖啡因饮料超类class CaffeineBeverage{public:virtual void prepareRecipe() = 0;//这是模板方法，因为：它是一个算法的模板。（在这个例子中，这个算法是用来制作饮料的）//在这个模板中，算法内的每一个步骤都被一个方法代表了，某些方法是由这个超类处理的，某些方法由子类处理，需要子类处理的方法被声明为抽象void boilWater();virtual void brew() = 0;void pourInCup();virtual void addCondiments() = 0;};//茶class Tea : public CaffeineBeverage{public:void brew();void addCondiments();};//咖啡class Coffee : public CaffeineBeverage{public:void brew();void addCondiments();};#endif

cpp文件

#include "Template.h"void CaffeineBeverage::boilWater(){cout<<"Boiling water"<<endl;}void CaffeineBeverage::pourInCup(){cout<<"Pouring into cup"<<endl;}//模板方法void CaffeineBeverage::prepareRecipe(){boilWater();brew();pourInCup();addCondiments();}void Tea::brew(){cout<<"Steeping the tea"<<endl;}void Tea::addCondiments(){cout<<"Adding Lemon"<<endl;}void Coffee::brew(){cout<<"Dripping Coffee through filter"<<endl;}void Coffee::addCondiments(){cout<<"Adding Sugar and Milk"<<endl;}

定义模板方法模式：模板方法模式在一个方法中定义一个算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中某些实现步骤。

这个模式就是用来创建一个算法的模板。什么是模板？模板就是一个方法。更具体的说，这个方法将算法定义成一组步骤，其中的任何步骤都可以是抽象的，有子类负责。这可以确保算法的结构保持不变，同时由子类提供部分实现。

2.1添加钩子

头文件：

//咖啡因饮料超类，具有钩子class CaffeineBeverageWithHook{public:virtual void prepareRecipe() = 0;//这是模板方法，因为：它是一个算法的模板。（在这个例子中，这个算法是用来制作饮料的）//在这个模板中，算法内的每一个步骤都被一个方法代表了，某些方法是由这个超类处理的，某些方法由子类处理，需要子类处理的方法被声明为抽象void boilWater();virtual void brew() = 0;void pourInCup();virtual void addCondiments() = 0;//添加钩子函数，由顾客决定是否需要添加调料bool customerWantsCondiments();};class TeaWithHook : public CaffeineBeverageWithHook{public:void prepareRecipe();void brew();void addCondiments();bool customerWantsCondiments();};//咖啡class CoffeeWithHook : public CaffeineBeverageWithHook{public:void prepareRecipe();void brew();void addCondiments();bool customerWantsCondiments();};

cpp文件

void CaffeineBeverageWithHook::boilWater(){cout<<"Boiling water"<<endl;}void CaffeineBeverageWithHook::pourInCup(){cout<<"Pouring into cup"<<endl;}bool CaffeineBeverageWithHook::customerWantsCondiments(){return true;}//模板方法void CaffeineBeverageWithHook::prepareRecipe(){boilWater();brew();pourInCup();if(customerWantsCondiments())addCondiments();}void TeaWithHook::brew(){cout<<"Steeping the tea"<<endl;}void TeaWithHook::addCondiments(){cout<<"Adding Lemon"<<endl;}//钩子，子类覆盖这个钩子。在此默认返回truebool TeaWithHook::customerWantsCondiments(){char t;cout<<"Would you like Lemon with your tea?(y/n)"<<endl;cin>>t;if(t == 'y')return true;return false;}void TeaWithHook::prepareRecipe(){boilWater();brew();pourInCup();if(customerWantsCondiments())addCondiments();}void CoffeeWithHook::brew(){cout<<"Dripping Coffee through filter"<<endl;}void CoffeeWithHook::addCondiments(){cout<<"Adding Sugar and Milk"<<endl;}//钩子，子类覆盖这个钩子。在此默认返回truebool CoffeeWithHook::customerWantsCondiments(){char t;cout<<"Would you like milk and sugar with your coffee?(y/n)"<<endl;cin>>t;if(t == 'y')return true;return false;}void CoffeeWithHook::prepareRecipe(){boilWater();brew();pourInCup();if(customerWantsCondiments())addCondiments();}

测试代码：

#include "Template.h"#include <iostream>using namespace std;int main(){TeaWithHook* teaHook = new TeaWithHook();CoffeeWithHook* coffeeHook = new CoffeeWithHook();cout<<"Making tea..."<<endl;teaHook->prepareRecipe();cout<<endl<<"Making coffee..."<<endl;coffeeHook->prepareRecipe();delete teaHook;delete coffeeHook;getchar();getchar();}

好莱坞原则：别调用我们，我们会调用你。

当我们设计模板方法模式时，我们告诉子类，“不要调用我们，我们会调用你”。

三、模板和策略模式的比较

模板方法模式：

1、定义一个算法大纲，由其子类定义其中某些步骤的内容。这么一来，在算法中的个别步骤可以有不同的实现细节，但是算法的结构依然维持不变。

2、对算法由更多的控制权，而且不会重复代码。事实上，除了极少的一部分之外，算法的每一个部分都是相同的，所以类的效率高一些。会重复使用到的代码，都被放进了超类当中，好让所有子类继承。

策略模式：

1、定义一个算法家族，并让这些算法可以互换。正因为每一个散发都被封装起来了，所以客户可以轻易地使用不同的算法。

2、使用对象组合，比较有弹性，客户能在运行时改变算法，而客户所要做的，只是改用不同的策略对象。