C++设计模式-模板模式，Template Method

动机（Motivation）

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，来灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求？

模式定义

定义一个操作中的算法的骨架 (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)一个算法的结构即可重定义(override 重写)该算法的
某些特定步骤。

类图

代码示例

class Library
{
  public:
    // template method
    void Run()
    {
        Step1();

        if (Step2())
        { 
            Step3();
        }

        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            Step4(); //子类调用
        }

        Step5();
    }
    virtual ~Library() {}

  protected:
    void Step1()
    { 
        cout << "Step1" << endl;
    }
    void Step3()
    {
        cout << "Step3" << endl;
    }
    void Step5()
    {   
        cout << "Step5" << endl;
    }

    virtual bool Step2() = 0; //
    virtual void Step4() = 0; //
   }

在上述代码中Library既是类图中的AbstractClass， 他定义了具体的运行流程，这是稳定的，那么只需要子类去继承他，然后定义具体的执行步骤。

class Application : public Library
{
  protected:
	virtual bool Step2()
	{
		cout << "override Step2" << endl;
		return true;
	}

	virtual void Step4()
	{
		cout << "override Step4" << endl;
	}
};

int main()
{
	Library *pLib = new Application();
	pLib->Run();

	delete pLib;
}

这样就无需改动到框架代码，如果需要补充其他步骤，再去写子类即可。

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。它用最简洁的机制（虚函数的多态性）为很多应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。
除了可以灵活应对子步骤的变化外，“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。