一、设计模式-模板方法

1、简单介绍

简单来说，就是先在父类FFF中定义好一个函数AAA，然后这个函数AAA代表了一个操作MMM，函数AAA的内部调用了若干个已经实现的函数BiB_iBi、未实现的函数CiC_iCi，BiB_iBi和CiC_iCi这些函数在函数AAA中的执行流程构成了函数AAA的整体框架，其中

函数AAA象征了操作MMM的整体流程

函数BiB_iBi象征了操作MMM中既定的步骤，所有不同主体的操作MMM中的这些步骤都相同

函数CiC_iCi象征了操作MMM中未定的步骤，存在不同主体的操作MMM中的这些步骤不相同

这样的设计下，我们可以根据不同的场景来设计子类SiS_iSi的函数CiC_iCi的具体内容。父类FFF往往是抽象类。

模板方法的整体思想是，对于某个操作，先在父类中定义好其算法的整体框架，然后将框架中的步骤延迟到子类里面去实现。

这样做的好处是，算法的整体框架已经定下来了，对于相似操作的不同步骤可以在子类中给出具体的实现。

在子类中不需要重写出共同的重复步骤，代码复用性强

在子类中也改变不了整体框架（或者说是运行流程），整体结构性强。

2、框架演示

UML图示

代码

// 抽象父类——F
class F
{public:void process_whole()  // 整体的操作{common_step_1();      // 共同步骤1common_step_2();      // 共同步骤2especial_step_1();    // 【待实现】不同步骤1especial_step_2();    // 【待实现】不同步骤2common_step_etc();    // 共同步骤...especial_step_etc();  // 【待实现】不同步骤...especial_step_m();    // 【待实现】不同步骤mcommon_step_n();      // 共同步骤n}
protected:virtual void especial_step_1() = 0;    // 不同步骤1virtual void especial_step_2() = 0;    // 不同步骤2virtual void especial_step_etc() = 0;  // 不同步骤...virtual void especial_step_m() = 0;    // 不同步骤m
private:void common_step_1() {  }    // 共同步骤1void common_step_2() {  }    // 共同步骤2void common_step_etc() {  }  // 共同步骤...void common_step_n() {  }    // 共同步骤n
};// 实现子类——S1
class S1 : public F
{virtual void especial_step_1(){// 【S1具体实现】不同步骤1}virtual void especial_step_2() = 0{// 【S1具体实现】不同步骤2}virtual void especial_step_etc() = 0{// 【S1具体实现】不同步骤...}virtual void especial_step_m() = 0{// 【S1具体实现】不同步骤m}
};// 实现子类——S2
class S2 : public F
{virtual void especial_step_1(){// 【S2具体实现】不同步骤1}virtual void especial_step_2() = 0{// 【S2具体实现】不同步骤2}virtual void especial_step_etc() = 0{// 【S2具体实现】不同步骤...}virtual void especial_step_m() = 0{// 【S2具体实现】不同步骤m}
};

3、实际案例

案例：

现在设计一个父类为动物饲养员AnimalRaiser，有一个函数feed功能是为动物喂食，喂食的过程分为：

拿出饭碗

放上食物

等待动物食用完毕

回收饭碗洗干净

由于每个动物食用的食物不同，需要根据动物的种类喂食不同的饲料，比如给狗狗喂食排骨，给猫咪喂食清蒸鱼。（假设其他步骤对所有动物均相同）

另外设计两个类——狗狗饲养员DogRaiser、猫咪饲养员CatRaiser.

UML图示

AnimalRaiser类

AnimalRaiser.h

#ifndef ANIMALRAISER_H
#define ANIMALRAISER_Hclass AnimalRaiser
{public:AnimalRaiser();virtual ~AnimalRaiser();void feed();
protected:virtual void push_food() = 0;
private:void prepare_bowl();void wait_eat();void clear_bowl();
};#endif // !ANIMALRAISER_H

AnimalRaiser.cpp

#include "pch.h"#include "AnimalRaiser.h"
#include <iostream>using namespace std;AnimalRaiser::AnimalRaiser()
{}AnimalRaiser::~AnimalRaiser()
{}void AnimalRaiser::feed()
{prepare_bowl();push_food();wait_eat();clear_bowl();
}void AnimalRaiser::prepare_bowl()
{cout << "正在准备饭碗..." << endl;
}void AnimalRaiser::wait_eat()
{cout << "正在等待食用完毕..." << endl;
}void AnimalRaiser::clear_bowl()
{cout << "正在回收饭碗并清洗..." << endl;
}

CatRaiser类

CatRaiser.h

#include "AnimalRaiser.h"#ifndef CATRAISER_H
#define CATRAISER_Hclass CatRaiser :public AnimalRaiser
{public:CatRaiser();virtual ~CatRaiser();
protected:virtual void push_food();
};#endif // !CATRAISER_H

CatRaiser.cpp

#include "pch.h"#include "CatRaiser.h"
#include <iostream>using namespace std;CatRaiser::CatRaiser()
{}CatRaiser::~CatRaiser()
{}void CatRaiser::push_food()
{cout << "正在往碗里放上猫咪最爱吃的清蒸鱼..." << endl;
}

DogRaiser类

DogRaiser.h

#include "AnimalRaiser.h"#ifndef DOGRAISER_H
#define DOGRAISER_Hclass DogRaiser :public AnimalRaiser
{public:DogRaiser();virtual ~DogRaiser();
protected:virtual void push_food();
};#endif // !DOGRAISER_H

DogRaiser.cpp

#include "pch.h"#include "DogRaiser.h"
#include <iostream>using namespace std;DogRaiser::DogRaiser()
{}DogRaiser::~DogRaiser()
{}void DogRaiser::push_food()
{cout << "正在往碗里放上狗狗最爱吃的排骨..." << endl;
}

Main

Main.cpp

#include "pch.h"#include "CatRaiser.h"
#include "DogRaiser.h"
#include <iostream>using namespace std;int main()
{CatRaiser cr1;DogRaiser dr1;AnimalRaiser* arp;arp = &cr1;arp->feed();cout << "------------------------------------" << endl;arp = &dr1;arp->feed();return 0;
}

执行结果

正在准备饭碗...
正在往碗里放上猫咪最爱吃的清蒸鱼...
正在等待食用完毕...
正在回收饭碗并清洗...
------------------------------------
正在准备饭碗...
正在往碗里放上狗狗最爱吃的排骨...
正在等待食用完毕...
正在回收饭碗并清洗...

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《编码规范和测试方法——C/C++版》作业 ·006——设计模式 · 模板方法

文章目录

一、设计模式-模板方法

1、简单介绍

2、框架演示

3、实际案例

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