一、组件协作模式
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现代软件专业分工之后的第一个结果“框架与应用程序的划分”, “组件协作”模式通过晚绑定,来实现框架与应用程序之间的松耦合,是二者之间协作时常用的模式;
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经典模式
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Template Method
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Strategy
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Observer / Event
二、Template Method
1. 动机 Motivation
- 在软件构建过程中,对于某一任务,它常常有稳定的整体操作结构,但是各个子步骤却有很多改变的需求,或者由于固定原因(比如框架和应用之间的关系)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?
2. 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。
- 稳定的代码要写成非虚函数,变化的代码要写成虚函数virtual
- 变化和稳定间,寻找隔离点,既有变化,也有稳定
3. show me the code
template1_lib.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
//程序库开发人员
class Library{
public:
void Step1(){
cout << "Step1" << endl;
}
void Step3(){
cout << "Step3" << endl;
}
void Step5(){
cout << "Step5" << endl;
}
};
template1_app.cpp
#include "template1_lib.cpp"
//应用程序开发人员
class Application{
public:
bool Step2(){
cout << "myStep2" << endl;
return true;
}
void Step4(){
cout << "myStep4" << endl;
}
};
int main()
{
Library lib;
Application app;
lib.Step1();
if (app.Step2()){
lib.Step3();
}
for (int i = 0; i < 4; i++){
app.Step4();
}
lib.Step5();
}
第一种方法是 开发人员调用 框架人员
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使用template method
template2_lib.cpp: 流程有框架人员定义,具体方法由开发人员重写
#include <iostream>
using namespace std;
//程序库开发人员
class Library
{
public:
//稳定 template method
void Run()
{
Step1();
if (Step2()){
// 调用子类中的虚函数
//支持变化 ==> 虚函数的多态调用
Step3();
}
for (int i = 0; i < 4; i++){
Step4(); //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
}
Step5();
}
// 基类,析构函数写虚函数(否则子类会调用基类析构函数)
virtual ~Library() {
}
protected:
void Step1(){
//稳定
cout << "Step1" << endl;
}
void Step3(){
//稳定
cout << "Step3" << endl;
}
void Step5(){
//稳定
cout << "Step5" << endl;
}
virtual bool Step2() = 0; //变化
virtual void Step4() = 0; //变化
};
template2_app.cpp
#include "template2_lib.cpp"
#include <iostream>
using namespace std;
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(); // 多态指针
pLib->Run();
delete pLib;
}
第二种是框架人员定义虚函数
关系梳理: 早绑定 to 晚绑定
类图:
4. 要点总结
- Template Method 模式是一种非常基础的设计模式,在面向对象系统中有着大量的应用。它用最简单的机制(虚函数的多态性)为很多应用程序提供了灵活的扩展点,是代码复用方式的基本实现结构。
- 除了可以灵活应对子步骤的变化外,“不用调用我,让我来调用你”的反向控制结构是Template Method的典型应用。
- 在具体实现方面,被Template Method调用的虚函数方法可以具有实现,也可以没有任何实现(抽象方法、纯虚方法),但是一般将它们设置为protected方法(一般不供外面调用)。
虚函数、函数指针 晚绑定机制
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#include<iostream>
using namespace std;
class AbstractClass
{
public:
// 预定义 虚函数
virtual void primitiveOp1() = 0;
virtual void primitiveOp2() = 0;
virtual ~AbstractClass(){
};
};
class ConcreteClass:public AbstractClass
{
public:
virtual void primitiveOp1()
{
cout << "Doing Op1..." << endl;
}
virtual void primitiveOp2()
{
cout << "Doing Op2..." << endl;
}
};
int main()
{
AbstractClass *p = new ConcreteClass();
p->primitiveOp1();
p->primitiveOp2();
delete p;
return 0;
}