模板方法模式（Template Method）

模式结构图

说明

基本方法是模板方法的组成部分。基本方法分为一下三种：

• 抽象方法
  • 由抽象类声明，由其具体子类实现。C++中就是纯虚函数。
• 具体方法
  • 由抽象类或具体类声明并实现，子类可以进行覆盖也可以继承。C++中是虚函数。
• 钩子方法
  • 由抽象类或具体类声明并实现，子类可能会加以扩展。

其中钩子方法比较特殊，通常在父类给出的实现是一个空实现，并以该实现作为方法的默认实现。当然，默认实现也可以是非空。

模板方法模式中，钩子方法分为两类。
第一类钩子方法可以与一些具体步骤“挂钩”，以确定在不同条件下执行模板方法中的不同步骤，这类钩子方法的返回值通常是boolean类型的，这类方法一般为isXXX()，用于对某个条件进行判断，如果条件满足则执行某一步骤，否则不执行。
如下所示：

void TemplateMethod::template()
{open();display();if(isPrint){print();}
}
bool TemplateMethod::isPrint()
{return true;
}

在代码中isPrint()是钩子方法，它可以决定print()方法是否执行，一般情况下，钩子方法返回值为true，如果不希望某方法执行，可以在其子类中覆盖钩子方法，将其返回值改为false。这种钩子方法可以控制方法的执行，对一个算法进行约束。

第二类钩子方法就是实现体为空的具体方法，子类可以根据需要覆盖或者继承这些钩子方法，与抽象方法相比，钩子方法的好处在于如果没有覆盖父类中定义的钩子方法，编译可以通过，但是如果没有覆盖父类中抽象方法，编译将报错。

子类的钩子方法覆盖父类的钩子方法，可以通过子类对父类方法的执行进行约束，实现对父类的反向控制。

模板方法模式适用场景

1. 一次性实现一个算法的不变部分，并将可变行为留给子类来实现 。
2. 各子类中公共的行为应被提取出来，并集中到一个公共父类中，以避免代码重复。首先需要识别现有代码中的不同之处，并且将不同之处分离为新的操作，然后，用一个调用这些新的操作的模板方法来替换这些不同的代码。
3. 对一些复杂的算法进行分割，将其算法中固定不变的部分设计为模板方法和父类具体方法，而一些可以改变的细节由其子类来实现。
4. 控制子类的扩展。模板方法只在特定点调用钩子方法，这样就只允许在这些点进行扩展，也就是说对于某些方法，可以通过钩子方法来进行扩展，而对于不能进行扩展的方法也可以将其定义为final方法，对算法的扩展进行有效的控制和约束。

扩展

• 继承的使用
  • 在扩展抽象层时采用继承，具体类之间的复用 以及 抽象层之间的相互调用则使用关联关系。
• 好莱坞原则
  • 子类不需要调用父类，而通过父类来调用子类，将某些步骤的实现写在子类中，由父类来控制整个过程。

实例

银行业务办理

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;class BankTemplateMethod {
public:virtual ~BankTemplateMethod() = default;virtual void take_number() final { cout << "取号" << endl;};virtual void transact() = 0;virtual void evaluate() final { cout << "反馈评分" << endl; };virtual void process() final {this->take_number();this->transact();this->evaluate();};
};class Deposit : public BankTemplateMethod {
public:void transact() override { cout << "存款" << endl;}
};class Withdraw : public BankTemplateMethod {
public:void transact() override { cout << "取款" << endl; }
};class Transfer : public BankTemplateMethod {
public:void transact() override { cout << "转账" << endl; }
};int main (void)
{vector<BankTemplateMethod *> banks{new Deposit(),new Withdraw(),new Transfer()};for (auto i : banks) {i->process();cout << "\n";}for (auto i : banks) {delete i;}
}