设计模式第三弹,设计模式行为型模式中的模板方法,也比较简单。
使用情景
定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。Template Method是行为型模式,使得子类可以不改变算法的结构(步骤)即可重定义该算法的某些特定步骤。
模板方法将整个算法转换为一系列独立的步骤, 以便子类能对其进行扩展, 同时还可让超类中所定义的结构保持完整。可以设想我们上学时候临摹毛笔字,你可以使用墨汁沿着田字格中的汉字临摹,也可以使用红墨水临摹,无论用哪种颜色的墨水,最后完成的字的形状是一样的。
汉字的字形就是模板,每个学生使用不同的工具或者墨水按照模板习字,就是模板方法。
问题引入
Template Method就是带有模板功能的模式,它有下面的特点:
- 组成模板的方法被定义在父类中,但是这些方法是抽象方法,具体的方法实现由各个子类实现;
- 父类中定义了处理流程的框架,这个流程由上面定义的这些方法按照特定的步骤完成。
打一个比方,如果我们村里的每个人盖一座房子,无论是谁都需要完成如下的步骤,准备材料,设计图纸,雇佣施工队,开工建设,完成这些步骤之后才能盖起一座完整的房子。但是不同的人使用的材料不同,设计的图纸不同,施工队的质量也不一样,依照主人的品味和资金实力每一个步骤不同的人做就有不同的效果。这里的所有步骤就是模板方法,不同的人就是子类。
UML表示及代码
参考《图解设计模式》中第三章的例子,UML图及代码如下所示
每个类的作用如下
AbstractDisplay
是抽象类,定义了整个的流程框架,即方法display()
,该方法又由3个抽象方法实现open(), print(), close()
;
CharDisplay
和StringDisplay
是具体的继承类,它们实现了抽象类中的抽象方法。
仅仅从抽象类看不出来每个抽象方法的具体实现,这些方法由每个类具体负责,上面的所有的类的具体代码如下。
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#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
class AbstractDisplay {
public:
virtual void open() = 0;
virtual void print() = 0;
virtual void close() = 0;
virtual void display() final
{
open();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
print();
}
close();
}
};
class CharDisplay: public AbstractDisplay {
public:
CharDisplay(char ch = 'h') : ch_(ch) {};
void open() override
{
cout << "<<";
}
void close() override
{
cout << ">>\n";
}
void print() override
{
cout << ch_;
}
private:
char ch_;
};
class StringDisplay : public AbstractDisplay {
public:
StringDisplay(string str = " ", int width = 10) :width_(width), str_(str) {};
void open() override
{
printLine();
}
void print() override
{
cout << "|" << str_ << "|\n";
}
void close() override
{
printLine();
}
private:
string str_;
int width_;
void printLine() const {
cout << "+";
for (int i = 0; i < width_; i++) {
cout << "-";
}
cout << "+\n";
}
};
int main()
{
AbstractDisplay* display = new CharDisplay('H');
display->display();
delete display;
display = new StringDisplay("Hello World!");
display->display();
delete display;
display = new StringDisplay("Hello haha!");
display->display();
delete display;
return 0;
}
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运行结果如下,
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<<HHHHH>>
+----------+
|Hello World!|
|Hello World!|
|Hello World!|
|Hello World!|
|Hello World!|
+----------+
+----------+
|Hello haha!|
|Hello haha!|
|Hello haha!|
|Hello haha!|
|Hello haha!|
+----------+
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