组件协作模式之模板方法模式（Tempalte Method）

一、概念

  定义一个操作中的算法的骨架（稳定），而将一些步骤延迟定义一个虚函数，让子类去实现（重写）这个虚函数>（变化）到子类<支持子类来变化，我现在定不下来如何实现，让子类来实现>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（override重写）该算法的某些特定步骤——《设计模式》GOF

二、动机

  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（必有一个早一个晚）。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？

三、源代码讲解

  应用开发人员实现了部分应用程序步骤开发和程序的整体流程。而这个流程既要调用到类库开发人员写的方法step1，step3，step5,同时还需要调用到应用程序开发人员（自己或协作者）写的step2，step4方法。整体流程应该由框架设计人员为我们设定好，常常不需要我们更改，而且是稳定的。

//程序库开发人员
class Library{

public:
    void Step1(){
        //...
    }

    void Step3(){
        //...
    }

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

//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();

}

四、使用模板方法进行改进

//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:
    // 稳定
    void Step1() { 
        // .....
    }

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

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

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

//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() {
	// 多态指针
    Library* pLib=new Application();
    lib->Run();
    // 注意上面，我们是使用的虚析构函数，是有必要的，若是不写成虚析构函数，
    // 我们就调用不了子类的析构函数，有可能出错，所以任何基类我们都应该写出析构函数，而且是虚析构函数
	delete pLib;　　
}

五、类图结构

六、要点总结

• Template Mechod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拓展点，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<晚绑定>”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<单独作为一个方法暴露出去给人家调用时没有意义的，他往往放在一个流程中，才有意义>。

七、应用场景

• 具有统一的操作步骤或操作过程。

• 具有不同的操作细节。

• 存在多个具有同样操作步骤的有场景，但某些具体的操作细节却各不相同。