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设计模式C++实现——模板方法模式
模式定义:
模板方法模式在一个方法中定义了一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。
模板就是一个方法。更具体的说,这个方法将算法定义成一组步骤,其中的任何步骤都可以是抽象的,由子类实现。这可以确保算法的结果保持不变,同时由子类提供部分实现。
模式结构:
举例:
泡咖啡和泡茶步骤与基本相同,定义咖啡和茶的类如下:
class Coffee { public: void prepareRecipe() { boilWater(); brewCoffeeGrinds(); pourInCup(); addSugarAndMilk(); } void boilWater() { cout << "Boiling water" << endl; } void brewCoffeeGrinds() { cout << "Dripping Coffee through filter" << endl; } void pourCup() { cout << "Pouring into cup" <<endl; } void addSugarAndMilk() { cout << "Adding Sugar and Milk" << endl; } }; class Tea { public: void prepareRecipe() { boilWater(); brewReaBag(); pourInCup(); addLemon(); } void boilWater() { cout << "Boiling water" << endl; } void brewReaBag() { cout << "Steeping the tea" << endl; } void pourCup() { cout << "Pouring into cup" <<endl; } void addLemon() { cout << "Adding Lemon" << endl; } };
可见有两份冲泡算法中都采用了把水煮沸和把饮料倒入杯子的算法,所以可以把他们放到Coffee和Tea的基类(新定义一个咖啡因类CaffeineBeverage.)中。还有两个算法并没有被放入基类,但可以将他们定义新的方法名称brew()和addCondiments()方法,并在子类中实现。
UML设计:
编程实现及执行结果:
#include <iostream> using namespace std; //定义咖啡因基类 class CaffeineBeverage { public: void prepareRecipe() { boilWater(); brew(); pourInCup(); addCondiments(); } void boilWater() { cout << "Boiling water" << endl; } void pourInCup() { cout << "Pouring into cup" <<endl; } virtual void brew(){} virtual void addCondiments(){} }; //定义咖啡类 class Coffee : public CaffeineBeverage { public: void brew() { cout << "Dripping Coffee through filter" << endl; } void addCondiments() { cout << "Adding Sugar and Milk" << endl; } }; //定义茶类 class Tea : public CaffeineBeverage { public: void brew() { cout << "Steeping the tea" << endl; } void addCondiments() { cout << "Adding Lemon" << endl; } }; //客户代码 int main() { Coffee coffee; cout << "Making coffee..." << endl; coffee.prepareRecipe(); cout << endl << endl; Tea tea; cout << "Make tea..."; tea.prepareRecipe(); return 0; }
执行结果如下:
Makingcoffee...
Boilingwater
DrippingCoffee through filter
Pouringinto cup
AddingSugar and Milk
Maketea...Boiling water
Steepingthe tea
Pouringinto cup
AddingLemon
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设计原则的应用:
好莱坞原则:别调用(打电话)我们,我们会调用你。在好莱坞原则下,我们允许低层组件将自己挂钩到系统上,但是高层组件会决定什么时候和怎么样使用这些低层组件。如在模板方法中:当我们设计模板方法模式时,我们告诉子类,“不要调用我们,我们会调用你”。
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