设计模式03 之Template Method

设计模式03 之Template Method

1.前言

1. GOF-23模式分类

从目的来看∶

• 创建型(Creational )模式:将对象的部分创建工作延迟到子类或者其他对象，从而应对需求变化为对象创建时具体类型实
  现引来的冲击。.
• 结构型(Structural)模式:通过类继承或者对象组合获得更灵活的结构，从而应对需求变化为对象的结构带来的冲击。
• 行为型( Behavioral )模式︰通过类继承或者对象组合来划分类与对象间的职责，从而应对需求变化为多个交互的对象带来的冲击。

从范围来看︰

• 类模式处理类与子类的静态关系（继承）
• 对象模式处理对象间的动态关系（组合）

2. 从封装变化角度对模式分类

1. 组件协作: Template Method, Observer/ Event, Strategy
2. 单一职责: Decorator, Bridge
3. 对象创建:Factory Method, Abstract Factory, Prototype, Builder
4. 对象性能:Singleton，Flyweight
5. 接口隔离:Fagade， Proxy， Mediator， Adapter
6. 状态变化:Memento，State
7. 数据结构∶ Composite，Iterator，Chain of，Resposibility
8. 行为变化︰Command， Visitor
9. 领域问题: Interpreter

3. 重构获得模式 Refactoring to Patterns

1. 面向对象设计模式是“好的面向对象设计”，所谓“好的面向对象设计”指是那些可以满足“应对变化，提高复用”的设计。
2. 现代软件设计的特征是“需求的频繁变化”。设计模式的要点是**“寻找变化点**，然后在变化点处应用设计模式，从而来更好地应对需求的变化”“什么时候、什么地点应用设计模式”比“理解设计模式结构本身”更为重要。
3. 设计模式的应用不宜先入为主，一上来就使用设计模式是对设计模式的最大误用。没有一步到位的设计模式。敏捷软件开发实践提倡的“Refactoring to Patterns”是目前普遍公认的最好的使用设讦模式的方法。

4. 推荐图书

5. 重构关键技法

• 静态 – 》 动态
• 造绑定 – 》 晚绑定
• 继承 --》组合
• 编译时依赖 --》 运行时依赖
• 紧耦合 --》松耦合

“组件协作” 模式：

• 现代软件专业分工之后的第一个结果是“框架与应用程序的划分”，“组件协作”模式通过晚期绑定，来实现框架与应用程序之间的松耦合，是二者之间协作时常用的模式。
• 典型模式
  • Template Method（模板方法）
  • Observer / Event（事件模式）
  • Strategy（策略模式）

2. Template Method模式

1. 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?

2. 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（重写）该算法的某些特定步骤。

3. 结构（Structure）

4. 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（继承加多态），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。

3. Code

1. template1_lib.cpp

//程序库开发人员
class Library
{
public:
	void Step1()
    {
		//...
	}

    void Step3()
    {
		//...
    }

    void Step5()
    {
		//...
    }
};

template1_app.cpp

//应用程序开发人员
class Application{
public:
	bool Step2(){
		//...
    }

    void Step4(){
		//...
    }
};

int main()
{
	Library lib();
	Application app();

	lib.Step1();

	if (app.Step2()){
		lib.Step3();
	}

	for (int i = 0; i < 4; i++){
		app.Step4();
	}

	lib.Step5();

}

2. template2_lib.cpp

//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
    { 
        //.....
    }
	void Step3() //稳定
    { 
        //.....
    }
	void Step5() //稳定
    { 
		//.....
	}

	virtual bool Step2() = 0;//变化
    virtual void Step4() =0; //变化
};

template2_app.cpp

//应用程序开发人员
class Application : public Library 
{
protected:
	virtual bool Step2()
    {
		//... 子类重写实现
    }

    virtual void Step4() 
    {
		//... 子类重写实现
    }
};




int main()
{
    Library* pLib=new Application();
    pLib->Run();

    delete pLib;
}