模板方法模式行为型模式之二_模板方法模式的第二形态-优快云博客

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1.定义

在软件工程中，模板方法模式是一种软件设计模式，和C++模板没有关连。模板方法模式（Template Method Pattern），又称为模板模式，它属于行为型设计模式。是指定义一个操作中算法的骨架，而将算法的一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变该算法结构的情况下即可重定义该算法的某些特定步骤。模板方法模式实际上封装了一个固定流程，该流程有几个步骤组成，具体步骤可以由子类进行不同的实现。

2.组成结构

模板方法模式需要注意抽象类与具体子类之间的协作。它用到了虚函数的多态性技术以及“不用调用我，让我来调用你”的反向控制技术。

2.1 抽象类/抽象模板（Abstract Class）

抽象模板类，负责给出一个算法的轮廓和骨架。它由一个模板方法和若干个基本方法构成。这些方法的定义如下：

模板方法：定义了一套算法的骨架，按某种顺序调用其包含的基本方法。
基本方法：是算法骨架/流程的某些步骤进行具体实现，包含以下几种类型，
抽象方法：在抽象类中声明，由具体子类实现。
具体方法：在抽象类中已经实现，在具体子类中可以继承或重写它。
钩子方法：在抽象类中已经实现，包括用于判断的逻辑方法和需要子类重写的空方法两种。

2.2 具体子类/具体实现（Concrete Class）

具体实现类，实现抽象类中所定义的抽象方法和钩子方法，它们是一个顶级逻辑的一个组成步骤。

3.优缺点

3.1 优点

它封装了不变部分，扩展可变部分。它把认为是不变部分的算法封装到父类中实现，而把可变部分算法由子类继承实现，便于子类继续扩展。
将相同的部分代码提取到抽象父类中，可以提高代码的复用性。
部分方法是由子类实现的，因此子类可以通过扩展方式增加相应的功能，符合开闭原则。

3.2 缺点

对每个不同的实现都需要定义一个子类，这会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，间接地增加了系统实现的复杂度。
父类中的抽象方法由子类实现，子类执行的结果会影响父类的结果，这导致一种反向的控制结构，它提高了代码阅读的难度。
由于继承关系自身的缺点，如果父类添加新的抽象方法，则所有子类都要改一遍。

4.使用场景

算法的整体步骤很固定，但其中个别部分易变时，这时候可以使用模板方法模式，将容易变的部分抽象出来，供子类实现。当多个子类存在公共的行为时，可以将其提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。当需要控制子类的扩展时，模板方法只在特定点调用钩子操作，这样就只允许在这些点进行扩展。模板方法模式很好理解，这里需要着重说明一下钩子方法，它的目的是干预执行流程，正确使用钩子方法可以使得子类控制父类的行。

5.示例代码

#include <iostream>
using namespace std;

class AbstractCook
{
public:
    virtual ~AbstractCook() {}
    void doCook()
    {
        openFire();
        cooking();
        if (isTasteHookMethod()) {
            taste();
        }
        closedFire();
    }

    bool isTasteHookMethod() {
        return false;
    }

protected:
    void taste() {
    }

    virtual void cooking() = 0;

    void openFire() {
        printf("点火，开始做菜了\n");
    }
    void closedFire() {
        printf("关火，菜出锅了\n");
    }
};


class Crayfish : public AbstractCook {
public:
    void cooking() {
        printf("一份小龙虾！\n");
    }

    bool isTasteHookMethod() {
        return true;
    }

protected:
        void taste() {
            printf("麻辣味的，多放辣！\n");
    }
};


class FryRice : public AbstractCook {
public:
    void cooking() {
        printf("一份炒饭！\n");
    }
};

int main()
{
    AbstractCook* crayfish = new Crayfish();
    crayfish->doCook();
    printf("===========\n");
    FryRice* fryRice = new FryRice();
    fryRice->doCook();

    delete crayfish;
    delete fryRice;

    system("pause");
    return 0;
}