模板方法模式通过基类定义算法骨架,子类实现具体步骤。如DataProcessor中process()固定调用validate、parse、save,CSVProcessor重写validate和save,实现差异化处理。

模板方法设计模式属于行为型设计模式,核心思想是在基类中定义算法的骨架,将某些步骤延迟到子类中实现。C++通过虚函数和模板机制能很好地支持这种模式,尤其适合多个类有相似流程但细节不同的场景。
定义算法骨架:使用非虚公有函数
在基类中定义一个公共的非虚函数作为算法入口,该函数调用一系列受保护的可重写的虚函数或纯虚函数,构成固定流程。
示例:假设我们要处理数据导入流程,包括验证、解析、保存三个步骤,其中验证和保存可能因数据类型不同而变化,但整体流程一致。
class DataProcessor {
public:
// 模板方法:定义算法骨架
void process() {
validate();
parse();
save();
}
protected:
virtual void validate() = 0; // 纯虚函数,子类必须实现
virtual void parse() {
// 默认解析逻辑(可选)
std::cout << "Parsing data...\n";
}
virtual void save() = 0; // 纯虚函数
};
具体实现由派生类完成
子类继承基类并实现具体的步骤逻辑,无需改变整体流程。
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class CSVProcessor : public DataProcessor {
protected:
void validate() override {
std::cout << "Validating CSV format...\n";
}
void save() override {
std::cout << "Saving to database...\n";
}
};
class JSONProcessor : public DataProcessor {
protected:
void validate() override {
std::cout << "Validating JSON schema...\n";
}
void save() override {
std::cout << "Saving to file...\n";
}
void parse() override {
std::cout << "Parsing JSON content...\n";
}
};
运行时多态调用
客户端代码通过基类指针调用 process(),实际执行的是子类定制的行为。
int main() {
DataProcessor* p1 = new CSVProcessor();
DataProcessor* p2 = new JSONProcessor();
p1->process(); // 输出:验证CSV → 解析 → 保存到数据库
p2->process(); // 输出:验证JSON → 解析JSON → 保存到文件
delete p1;
delete p2;
return 0;
}
这种方式确保了算法结构统一,同时允许灵活扩展。关键是把不变的部分放在基类的模板方法中,变的部分交给子类实现。C++的虚函数机制天然支持这种“父类控制流程,子类提供细节”的协作方式。
基本上就这些。只要理解了基类定流程、子类实现细节这个核心,模板方法模式就不难掌握。








