23种设计模式——模板方法模式组件协作

Posted 2023-01-14 J-A

文章目录

• • 意图
  • 什么时候使用模板方法
  • • 真实世界类比
  • 常说的钩子
  • 模板方法的实现
  • 模板方法模式的优缺点

亦称： Template Method

意图

它的主要思想是，定义一个操作的一系列步骤，对于某些暂时确定不下来的步骤，就留给子类去实现好了，这样不同的子类就可以定义出不同的步骤。因此，模板方法的核心在于定义一个“骨架”。模板方法模式很好的体现了好莱坞原则（Hollywood Principle）： Don’t call us, we’ll call you。使得父类来控制程序流程，父类根据程序执行需要将子类的功能勾到父类中，程序流程倒置这个点需要花一点时间适应。

什么时候使用模板方法

1. 算法的整体步骤很固定，但是其中一些方法需要根据场景不同，进行不同的实现，我们就可以将易变的抽象出来，交由子类实现。
2. 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。
3. 当需要控制子类的扩展部分是否执行时，可以在特定的方法前调用钩子操作，这样就增强了模板方法的灵活性。

真实世界类比

可对典型的建筑方案进行微调以更好地满足客户需求。

模板方法可用于建造大量房屋。 标准房屋建造方案中可提供几个扩展点， 允许潜在房屋业主调整成品房屋的部分细节。

每个建造步骤 （例如打地基、 建造框架、 建造墙壁和安装水电管线等） 都能进行微调， 这使得成品房屋会略有不同。

常说的钩子

钩子 相信大家曾经有听到过，但是可能一直不太理解，它是一种被声明在抽象类中的方法，但只有空的或者默认的实现。 钩子的存在，可以让子类有能力对算法的不同点进行挂钩。要不要挂钩由子类自行决定。

它和模板方法是搭配着使用的，假设现在要加入一个新的方法调用，改变了模板方法。但是这个方法又不是所有的子类都需要实现，希望将这个选择的能力交给子类选择，就可以将这个方法在超类中定义为空方法或者默认实现，子类可以选择覆盖，但不一定非要这么做，这就是钩子的作用。

模板方法的实现

1、抽象类 （Abstract­Class） 会声明作为算法步骤的方法， 以及依次调用它们的实际模板方法。 算法步骤可以被声明为 抽象类型， 也可以提供一些默认实现。

2、具体类 （Concrete­Class） 可以重写所有步骤， 但不能重写模板方法自身。

class AbstractClass 

	/**
	 * The template method defines the skeleton of an algorithm.
	 */
public:
	void TemplateMethod() const 
		this->BaseOperation1();
		this->RequiredOperations1();
		this->BaseOperation2();
		this->Hook1();
		this->RequiredOperation2();
		this->BaseOperation3();
		this->Hook2();
	
	/**
	 * These operations already have implementations.
	 */
protected:
	void BaseOperation1() const 
		std::cout << "AbstractClass says: I am doing the bulk of the work\\n";
	
	void BaseOperation2() const 
		std::cout << "AbstractClass says: But I let subclasses override some operations\\n";
	
	void BaseOperation3() const 
		std::cout << "AbstractClass says: But I am doing the bulk of the work anyway\\n";
	
	/**
	 * These operations have to be implemented in subclasses.
	 */
	virtual void RequiredOperations1() const = 0;
	virtual void RequiredOperation2() const = 0;
	/**
	 * These are "hooks." Subclasses may override them, but it's not mandatory
	 * since the hooks already have default (but empty) implementation. Hooks
	 * provide additional extension points in some crucial places of the
	 * algorithm.
	 */
	virtual void Hook1() const 
	virtual void Hook2() const 
;
/**
 * Concrete classes have to implement all abstract operations of the base class.
 * They can also override some operations with a default implementation.
 */
class ConcreteClass1 : public AbstractClass 

protected:
	void RequiredOperations1() const override 
		std::cout << "ConcreteClass1 says: Implemented Operation1\\n";
	
	void RequiredOperation2() const override 
		std::cout << "ConcreteClass1 says: Implemented Operation2\\n";
	
;
/**
 * Usually, concrete classes override only a fraction of base class' operations.
 */
class ConcreteClass2 : public AbstractClass 

protected:
	void RequiredOperations1() const override 
		std::cout << "ConcreteClass2 says: Implemented Operation1\\n";
	
	void RequiredOperation2() const override 
		std::cout << "ConcreteClass2 says: Implemented Operation2\\n";
	
	void Hook1() const override 
		std::cout << "ConcreteClass2 says: Overridden Hook1\\n";
	
;

模板方法模式的优缺点

优点	缺点
很好的符合的“开闭原则”	部分客户端可能会受到算法框架的限制
提高了代码的复用度	通过子类抑制默认步骤实现可能会导致违反_里氏替换原则
	模板方法中的步骤越多， 其维护工作就可能会越困难