“组件协作”模式

现代软件专业分工之后的第一个结果是“框架与应用程序的划分”。“组件协作”模式通过晚期绑定，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。
典型模式，以下模式在“组件协作”这一层面体现更明显
- 模板方法模式 Template Method
- 观察者模式 Observer / Event
- 策略模式 Strategy

模板方法模式

动机

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）子步骤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？

结构化软件设计思维流程

// templateLib.cpp	程序库开发人员
class Library
{
public:void Step1(){...}void Step3(){...}void Step5(){...}
};// templateApplication.cpp	应用程序开发人员
class Application
{
public:bool Step2(){...}void Step4(){...}
};// main.cpp	应用程序开发人员
int main()
{Library lib();Application app();// 应用程序开发人员编写主流程lib.Step1()if(app.Step2()){lib.Step3()}for (int i = 0; i < 3; i++){app.Step4();}lib.Step(5);
}

面向对象软件设计思维流程

// templateLib.cpp	程序库开发人员
class Library
{
public:// 稳定 template method，稳定中支持变化void Run(){// 程序库开发人员编写主流程Step1();if(Step2())		// 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();}virtual ~Library(){ }		// 基类析构函数写为虚函数protected:void Step1()		// 稳定{...}void Step3()		// 稳定{...}void Step5()		// 稳定{...}virtual bool Step2() = 0;	// 变化virtual void Step4() = 0;	// 变化
};// templateApplication.cpp	应用程序开发人员
class Application : public Library
{
protected:bool Step2 override(){//子类重写实现}void Step4 override(){// 子类重写实现}virtual ~Application override();
};// main.cpp	应用程序开发人员
int main()
{Library* pLib = new Application();	// 多态指针，基类类型指针指向派生类对象lib->Run();delete pLib;
}

如果基类的析构函数不是虚函数，当通过基类指针删除派生类对象时，只会调用基类的析构函数，而不会调用派生类的析构函数，可能导致内存泄漏或资源未释放。

早绑定与晚绑定

第一种方式早绑定（晚实现部分调用早实现部分）到第二种方式晚绑定（早实现部分调用晚实现部分）。

模式定义

定义一个操作中的算法的骨架（稳定，如前文中的run()），将一些步骤延迟到子类中（支持子类实现变化）。模板方法模式使得子类可以不改变（即复用）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。

稳定中有变化，稳定的部分写为非虚函数，变化的部分写为虚函数。
设计模式最大的作用是在稳定和变化之间，寻找隔离点，从而分离它们，管理变化。

结构

在这里插入图片描述
红色部分为稳定部分，蓝色部分为变化部分。

要点总结

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”的反向控制结构是模板方法模式的典型应用。
在具体实现方面，被Template Method调用的虚方法可以具有实现，也可以没有任何实现（抽象方法、纯虚方法），但一般推荐将它们设置为protected方法。

来源：极客班——C++设计模式入门