设计模式：模板方法模式

目录一、引言二、优化前的代码三、模板方法模式四、优化后的代码五、应用场景六、结语一、引言老样子先来看一个具体的简单例子。冲饮料的固定流程把水烧开冲泡咖啡 / 茶不一样倒入杯子加配料糖 / 牛奶 / 柠檬不一样其中1、3步骤是固定的不管冲什么饮料都一样。2、4步骤是可变的取决于要冲什么饮料。整个冲饮料的顺序就是模板方法。现在不理解没关系看完你就明白了。二、优化前的代码用代码实现上面的例子。#include iostream #include string class Drink { public: Drink(const std::string name):_name(name) {} void makeDrink() { boilWater(); // 烧水 brew(); // 冲泡 pourInCup(); // 倒入杯子中 addCondiments(); // 添加配料 } private: void boilWater() { std::cout 烧水 std::endl; } void brew() { if (_name 茶) { std::cout 冲茶 std::endl; }else if (_name 咖啡) { std::cout 冲咖啡! std::endl; } } void pourInCup() { std::cout 倒入杯子中 std::endl; } void addCondiments() { if (_name 茶) { std::cout 加白糖 std::endl; }else if (_name 咖啡) { std::cout 加牛奶 std::endl; } } private: std::string _name; }; int main() { Drink* d1 new Drink(茶); d1-makeDrink(); Drink* d2 new Drink(咖啡); d2-makeDrink(); delete d1; delete d2; return 0; }这个代码有什么问题如果要冲罗汉果茶那就要修改Drink类中的代码在brew()函数和addCondiments()函数中增加一个else if。这就违背了开闭原则——对扩展开放对修改关闭。仅凭这一点这段代码就不是一段好代码。三、模板方法模式我们来看看它的定义定义一个操作中的算法骨架而将一些步骤延迟到子类中实现。模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重新定义该算法的某些特定步骤。是不是感觉说了跟没说一样这个毕竟是教科书上的标准定义抽象很正常。结合结构图重新解释这个定义。在抽象类中定义一个模板方法这个模板方法规定了业务流程的执行顺序与骨架。对应到上面代码中makeDrink方法就是模板方法模板方法中调用的所有函数叫做基本方法。流程中的有些步骤可以声明为抽象方法具体的实现交给子类重写实现。子类通过继承抽象类、实现抽象方法来完成流程的个性化。对应到上面代码中brew()函数和addCondiments()函数就可以声明为抽象方法。具体要冲什么饮料、加什么配料由子类来具体实现。总的来说就是父类的模板方法定流程骨架子类通过重写填步骤细节使得同一套流程可以有不同的结果。四、优化后的代码下面应用模板方法模式对代码进行优化。#include iostream #include string class Drink { public: // 流程是固定死的 void makeDrink() { boilWater(); // 烧水 brew(); // 冲泡 pourInCup(); // 倒入杯子中 addCondiments(); // 添加配料 } protected: // 这些流程不管是冲什么都是不变的所以放在父类实现 void boilWater() { std::cout 烧水 std::endl; } void pourInCup() { std::cout 倒入杯子中 std::endl; } // 声明为纯虚函数由子类实现 virtual void brew() 0; virtual void addCondiments() 0; }; class DrinkTea : public Drink { private: virtual void brew() override { std::cout 泡茶 std::endl; } virtual void addCondiments() override { std::cout 加白糖 std::endl; } }; class DrinkCoffee : public Drink { private: virtual void brew() override { std::cout 冲咖啡 std::endl; } virtual void addCondiments() override { std::cout 加牛奶 std::endl; } }; int main() { std::cout 制作茶 std::endl; Drink* d1 new DrinkTea(); d1-makeDrink(); std::cout 制作咖啡 std::endl; Drink* d2 new DrinkCoffee(); d2-makeDrink(); delete d1; delete d2; return 0; }如果要制作罗汉果茶那么只需要增加一个子类继承父类并实现抽象方法即可。我们看看优化后的代码都符合哪些设计原则。开闭原则制作新的饮料不改父类的代码。单一职责只负责制作饮料。这两个设计原则是比较容易看出来的。五、应用场景流程固定但流程的中方法可能不一样这样的场景下就可以考虑使用模板方法模式。六、结语欢迎批评指正结束