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C++ 设计模式：模板方法（Template Method）

news 来源：原创 2025/7/21 7:50:13

链接：C++ 设计模式
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链接：C++ 设计模式 - 观察者模式

模板方法（Template Method）是一种行为设计模式，它定义了一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。通过这种方式，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。

1.问题分析

在开发中，经常会遇到一些操作，它们的整体步骤是固定的，但其中某些步骤的实现是可变的。模板方法通过将这些可变的步骤抽象出来，使得子类可以灵活地实现这些步骤，而不需要修改整体的算法结构。

2.实现步骤

  1. 定义抽象基类：在抽象基类中定义算法的骨架，并将可变的步骤声明为纯虚函数。
  2. 实现具体子类：在具体子类中实现这些可变的步骤。
  3. 调用算法：通过基类接口调用算法，具体的实现由子类提供。

3.代码示例

以机器人任务作为示例

3.1.抽象基类

class Robot {public:virtual ~Robot() = default;void performTask() {start();doTask();stop();}protected:void start() { std::cout << "Starting the robot" << std::endl; }void stop() { std::cout << "Stopping the robot" << std::endl; }// 抽象步骤，由子类实现virtual void doTask() = 0;
};

3.2.具体子类

// 具体机器人1，清扫机器人
class CleaningRobot : public Robot {protected:void doTask() override { std::cout << "Cleaning the floor" << std::endl; }
};

// 具体机器人2，巡逻机器人
class PatrollingRobot : public Robot {protected:void doTask() override { std::cout << "Patrolling the area" << std::endl; }
};

3.3.调用算法

int main() {CleaningRobot cleaningRobot;PatrollingRobot patrollingRobot;std::cout << "Cleaning robot task..." << std::endl;cleaningRobot.performTask();std::cout << "\nPatrolling robot task..." << std::endl;patrollingRobot.performTask();return 0;
}

模板方法模式是通过继承的方式，将算法的骨架定义在抽象类中，而具体步骤由子类实现。适用于算法步骤固定，但某些步骤需要定制的场景。

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