模板方法设计模式是一种设计模式,它定义了算法步骤的顺序,其中不变部分由基类实现,可变部分由子类实现。在 c++++ 中,可以通过定义一个抽象基类来实现,其中包含一个模板方法,该方法调用定义在子类中的可变步骤。示例程序演示了如何计算不同形状的面积,其中 areashape 类定义算法框架,而子类 circle 和 rectangle 实现计算面积的具体步骤。
在 C++ 中实现模板方法设计模式
模板方法是一种设计模式,它定义了一系列算法步骤,这些步骤可以按顺序以不变的方式执行。具体算法的不变部分由模板方法实现,而可变的部分由子类实现。
语法:
class AbstractClass {
public:
void TemplateMethod() {
// 固定算法
Step1();
Step2();
Step3();
}
// 可变步骤,由子类实现
virtual void Step1() = 0;
virtual void Step2() = 0;
virtual void Step3() = 0;
};
class ConcreteClassA : public AbstractClass {
public:
void Step1() { /* 具体实现 */ }
void Step2() { /* 具体实现 */ }
void Step3() { /* 具体实现 */ }
};
class ConcreteClassB : public AbstractClass {
public:
void Step1() { /* 不同实现 */ }
void Step2() { /* 不同实现 */ }
void Step3() { /* 不同实现 */ }
};
实战案例:
考虑一个计算不同形状面积的程序。模板方法 AbstractShape 定义了计算面积的算法,而可变步骤 getArea() 由子类 Circle 和 Rectangle 实现。
class AbstractShape {
public:
void computeArea() {
std::cout << "Calculating area for " << getName() << "n";
prepareForAreaCalculation();
double area = getArea();
std::cout << "Area: " << area << "n";
}
// 可变步骤,由子类实现
virtual std::string getName() = 0;
virtual void prepareForAreaCalculation() = 0;
virtual double getArea() = 0;
};
class Circle : public AbstractShape {
public:
std::string getName() override { return "Circle"; }
void prepareForAreaCalculation() override { std::cout << "Preparing for circle area calculationn"; }
double getArea() override { return 3.14 * radius * radius; }
double radius;
};
class Rectangle : public AbstractShape {
public:
std::string getName() override { return "Rectangle"; }
void prepareForAreaCalculation() override { std::cout << "Preparing for rectangle area calculationn"; }
double getArea() override { return length * width; }
double length;
double width;
};
int main() {
Circle circle{5.0};
circle.computeArea();
Rectangle rectangle{3.0, 4.0};
rectangle.computeArea();
return 0;
}
执行结果:
Calculating area for Circle
Preparing for circle area calculation
Area: 78.5398
Calculating area for Rectangle
Preparing for rectangle area calculation
Area: 12.0