Шаблонный метод на C++

Шаблонный метод — это поведенческий паттерн, задающий скелет алгоритма в суперклассе и заставляющий подклассы реализовать конкретные шаги этого алгоритма.

Подробней о паттерне Шаблонный метод

Сложность:

Популярность:

Применимость: Шаблонные методы можно встретить во многих библиотечных классах C++. Разработчики создают их, чтобы позволить клиентам легко и быстро расширять стандартный код при помощи наследования.

Признаки применения паттерна: Класс заставляет своих потомков реализовать методы-шаги, но самостоятельно реализует структуру алгоритма.

Концептуальный пример

Этот пример показывает структуру паттерна Шаблонный метод, а именно — из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.

main.cc: Пример структуры паттерна

/**
 * Абстрактный Класс определяет шаблонный метод, содержащий скелет некоторого
 * алгоритма, состоящего из вызовов (обычно) абстрактных примитивных операций.
 *
 * Конкретные подклассы должны реализовать эти операции, но оставить сам
 * шаблонный метод без изменений.
 */
class AbstractClass {
  /**
   * Шаблонный метод определяет скелет алгоритма.
   */
 public:
  void TemplateMethod() const {
    this->BaseOperation1();
    this->RequiredOperations1();
    this->BaseOperation2();
    this->Hook1();
    this->RequiredOperation2();
    this->BaseOperation3();
    this->Hook2();
  }
  /**
   * Эти операции уже имеют реализации.
   */
 protected:
  void BaseOperation1() const {
    std::cout << "AbstractClass says: I am doing the bulk of the work\n";
  }
  void BaseOperation2() const {
    std::cout << "AbstractClass says: But I let subclasses override some operations\n";
  }
  void BaseOperation3() const {
    std::cout << "AbstractClass says: But I am doing the bulk of the work anyway\n";
  }
  /**
   * А эти операции должны быть реализованы в подклассах.
   */
  virtual void RequiredOperations1() const = 0;
  virtual void RequiredOperation2() const = 0;
  /**
   * Это «хуки». Подклассы могут переопределять их, но это не обязательно,
   * поскольку у хуков уже есть стандартная (но пустая) реализация. Хуки
   * предоставляют дополнительные точки расширения в некоторых критических
   * местах алгоритма.
   */
  virtual void Hook1() const {}
  virtual void Hook2() const {}
};
/**
 * Конкретные классы должны реализовать все абстрактные операции базового
 * класса. Они также могут переопределить некоторые операции с реализацией по
 * умолчанию.
 */
class ConcreteClass1 : public AbstractClass {
 protected:
  void RequiredOperations1() const override {
    std::cout << "ConcreteClass1 says: Implemented Operation1\n";
  }
  void RequiredOperation2() const override {
    std::cout << "ConcreteClass1 says: Implemented Operation2\n";
  }
};
/**
 * Обычно конкретные классы переопределяют только часть операций базового
 * класса.
 */
class ConcreteClass2 : public AbstractClass {
 protected:
  void RequiredOperations1() const override {
    std::cout << "ConcreteClass2 says: Implemented Operation1\n";
  }
  void RequiredOperation2() const override {
    std::cout << "ConcreteClass2 says: Implemented Operation2\n";
  }
  void Hook1() const override {
    std::cout << "ConcreteClass2 says: Overridden Hook1\n";
  }
};
/**
 * Клиентский код вызывает шаблонный метод для выполнения алгоритма. Клиентский
 * код не должен знать конкретный класс объекта, с которым работает, при
 * условии, что он работает с объектами через интерфейс их базового класса.
 */
void ClientCode(AbstractClass *class_) {
  // ...
  class_->TemplateMethod();
  // ...
}

int main() {
  std::cout << "Same client code can work with different subclasses:\n";
  ConcreteClass1 *concreteClass1 = new ConcreteClass1;
  ClientCode(concreteClass1);
  std::cout << "\n";
  std::cout << "Same client code can work with different subclasses:\n";
  ConcreteClass2 *concreteClass2 = new ConcreteClass2;
  ClientCode(concreteClass2);
  delete concreteClass1;
  delete concreteClass2;
  return 0;
}

Output.txt: Результат выполнения

Same client code can work with different subclasses:
AbstractClass says: I am doing the bulk of the work
ConcreteClass1 says: Implemented Operation1
AbstractClass says: But I let subclasses override some operations
ConcreteClass1 says: Implemented Operation2
AbstractClass says: But I am doing the bulk of the work anyway

Same client code can work with different subclasses:
AbstractClass says: I am doing the bulk of the work
ConcreteClass2 says: Implemented Operation1
AbstractClass says: But I let subclasses override some operations
ConcreteClass2 says: Overridden Hook1
ConcreteClass2 says: Implemented Operation2
AbstractClass says: But I am doing the bulk of the work anyway

Шаблонный метод на C++

Концептуальный пример

main.cc: Пример структуры паттерна

Output.txt: Результат выполнения

Шаблонный метод на других языках программирования