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C++设计模式:TemplateMethod模式(一)

时间:2024-04-06 23:59:34浏览次数:31  
标签:virtual void Library Application TemplateMethod C++ step4 设计模式 step2

1、概念定义
  • 定义一个操作中的算法的骨架结构(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)一个算法的骨架结构即可重定义(override重写)该算法的某些特定步骤

  • 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,但是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,来罗应对各种各个子步骤的变化或者晚期实现需求?

2、Demo举例
  • 例如现在存在两个开发人员,一个开发人员负责编写Library库(底层开发),另外一个开发人员编写Application(高层开发)。

  • 最后将Library和Application组合完成一个算法的结构骨架

2.1、结构化软件设计流程
  • Library中提供step1、step3、step5三个方法
  • Application中提供step2、step4两个方法
  • run()一个算法骨架结构,也需要Application人员编写
  • 看起来这个代码很好是一段低耦合的代码,实际上这里存在问题的。
    • step1、step3、step5方法完全暴露给了高层开发人员,其他高层开发者也能调用到
    • run算法骨架结构实际来说是一个稳定的东西,就这种执行流程,变化主要是在step2、step4中
    • 这是一种结构化软件设计流程,是一种早绑定的例子
class Library{
public:
    void step1(){   }

    void step3(){   }

    void step5(){   }
    virtual ~Library(){     }
};


class Application{
public:
    bool step2(){   }
    void step4(){   }
    virtual ~Application(){     }
};

void run()
{
    Library lib;
    Application app;
    lib.step1();
    if(app.step2()){
        lib.step3();
    }
    for(int i = 0;i < 4;i++){
        app.step4();
    }
    lib.step5();
}

在这里插入图片描述

2.2、面向对象软件设计流程
  • 首先需要清楚一点:run方法是稳定的(稳定这个词是相对的),这个算法骨架结构的变化没有step2、step4的变化结构快
  • 通过纯虚函数表明Library是一个抽象类,而如果想使用这个抽象类只需要继承然后实现抽象方法即可
    • protected将方法隐藏不对外public暴露给无关调用者,只允许子类调用
    • 只对外暴露算法骨架结构的调用入口,至于整个执行流程是怎么样的无须Application应用层(高层开发者)关心
    • 子类只需要继承实现step2、step4方法,使用时只需要使用多态的动态绑定(晚绑定)来实现
    • 这里主要使用了多态的机制,将高层开发者对Library的使用机制释放出来
  • 这种晚绑定主要是通过多态的动态绑定来实现,动态绑定的本质也是一个回调函数的指针
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
};


class Application: public Library{
protected:
    virtual bool step2() override {
        // 子类重写实现
    }

    virtual void step4() override {
        // 子类重写实现
    }
};

int main()
{
    Library *library = new Application();
    library->run();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

3、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。它应用最简洁的机制(虚函数的多态性)为很多引用程序框架提供了灵活的扩展点,是代码复用方面的基本实现结构
  • 除了可以灵活对应子步骤的变化外,“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调用的虚函数方法可以有实现也可以没有任何实现(纯虚函数),但是一般将它们设置为protected方法

标签:virtual,void,Library,Application,TemplateMethod,C++,step4,设计模式,step2
From: https://blog.csdn.net/weixin_43808717/article/details/137347087

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