🔄 回顾 Day 9：命令模式要点
在 Day 9 中，我们学习了命令模式（Command Pattern）：
- 用于将“请求”封装为对象，实现请求与执行者的解耦。
- 可支持操作的撤销、重做、批量执行等复杂行为控制。
- 在遥控器控制、任务队列、UI 事件系统中广泛应用。
而今天的模板方法模式，强调的是：
在一个抽象流程中定义“固定结构”，而将可变步骤交给子类来实现。
一、模板方法模式是什么？
模板方法模式（Template Method Pattern）是一种行为型设计模式，用于：
- 定义一套算法骨架，在抽象类中写好执行流程
- 让子类去“定制”部分步骤（而不是整体流程）
✅ 关键点：
不变的流程 + 可变的步骤
二、适用场景
| 场景类型 | 示例描述 |
|---|---|
| 流程固定的算法骨架 | 报表导出流程、文档解析、代码生成等 |
| 钩子函数调用场景 | 操作系统回调、生命周期钩子 |
| 多子类复用共同行为 | 数据抓取流程、文件处理、协议接入 |
三、结构图（UML）
+---------------------+
| AbstractClass |
+---------------------+
| +templateMethod() |
| +step1() |
| +step2() |
+---------------------+
/\
/ \
+-------------------+ +-------------------+
| ConcreteClassA | | ConcreteClassB |
+-------------------+ +-------------------+
| +step2() override | | +step2() override |
+-------------------+ +-------------------+
四、C++ 实现：数据导出系统
我们实现一个数据导出器：支持将数据导出为 CSV、JSON 两种格式。
✅ 抽象模板类
class DataExporter {
public:
void exportData() {
readData();
formatData();
writeToFile();
}
virtual ~DataExporter() = default;
protected:
virtual void readData() {
std::cout << "读取原始数据..." << std::endl;
}
virtual void formatData() = 0; // 子类必须实现
virtual void writeToFile() {
std::cout << "写入文件完成。" << std::endl;
}
};
✅ 子类实现（CSV 导出器）
class CsvExporter : public DataExporter {
protected:
void formatData() override {
std::cout << "格式化为 CSV 格式..." << std::endl;
}
};
✅ 子类实现（JSON 导出器）
class JsonExporter : public DataExporter {
protected:
void formatData() override {
std::cout << "格式化为 JSON 格式..." << std::endl;
}
};
✅ 使用代码
int main() {
std::unique_ptr<DataExporter> exporter;
exporter = std::make_unique<CsvExporter>();
exporter->exportData();
exporter = std::make_unique<JsonExporter>();
exporter->exportData();
return 0;
}
五、特点总结：优点与缺点
✅ 优点：
- 代码复用性高：流程写一遍，子类共享结构
- 扩展灵活：只需重写步骤函数即可扩展新行为
- 强制执行顺序：子类无法篡改流程结构
❗ 缺点：
- 增加类数量（每种行为都要写个子类）
- 对子类开发者要求较高（必须理解父类结构）
六、实战场景参考
| 场景名称 | 模板流程说明 |
|---|---|
| 报表导出引擎 | 读取数据 → 格式化 → 输出 CSV/JSON/Excel |
| 编译器前端 | 词法分析 → 语法分析 → 语义分析 → 生成中间码 |
| 网络协议处理 | 接收请求 → 校验 → 解包 → 应答 |
| 游戏生命周期 | Init → Start → Update → Destroy |
| 业务模板系统 | 加载配置 → 数据处理 → 日志记录 |
七、与策略模式的对比回顾
| 模式 | 模板方法模式 | 策略模式 |
|---|---|---|
| 目的 | 固定流程 + 可定制步骤 | 动态切换算法 |
| 调用者角色 | 调用方始终调用 templateMethod() |
外部显式切换策略对象 |
| 子类行为控制力 | 只允许重写“步骤”，流程固定 | 每个策略完全独立 |
八、面试回答模板
“我们有一套导出系统使用模板方法模式设计。父类封装了导出的主流程，子类如 CsvExporter 和 JsonExporter 只需要重写格式化步骤。这样可以保证流程的一致性，并方便后期扩展其他格式（如 XML、Excel），而不影响整体框架。”
✅ 加分项：结合生命周期钩子、数据处理框架，强调“一致性 + 定制性”。
九、记忆口诀
“流程归一父类写，细节自留子类做，钩子控制定结构，复用规范皆不破。”
十、明日预告：Day 11
责任链模式（Chain of Responsibility）：事件/请求依次传递，灵活组合处理链条，打造解耦的响应系统。