模板模式，全称是模块方法设计模式，英文是 Template Method Design Pattern。

在《设计模式》中的定义：模板方法模式在一个方法中定义一个算法骨架（稳定），并将某些步骤推迟（变化）到子类中实现。模板方法模式可以让子类在不改变（复用）算法整体结构的情况下，重新定义（override）算法中的某些步骤。

动机

在软件构建过程中，对于某一项任务，它常常有稳定的整体操作结构，但各个子步骤却有很多改变的需求，或者由于固有的原因（比如框架与应用之间的关系）而无法和任务的整体结构同时实现。

如何在确定稳定操作结构的前提下，来灵活应对各个子步骤的变化或者晚期实现需求？

代码实例

//程序开发人员
class Library {
public:
  void Step1() {
    //...
  }
  void Step3() {
    //...
  }
  void Step5() {
    //...
  }
};

//应用程序开发人员
class Application {
public:
  bool Step2() {
    //...
  }

  void Step4() {
    //...
  }
};

int main() {
  Library lib();
  Application app();

  lib.Step1();

  if (app.Step2()) {
    lib.Step3();
  }

  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    app.Step4();
  }

  lib.Step5()
};

我们将以上的代码改进：

//程序开发人员
class Library {
public:
  //稳定 template method
  void Run() {
    Step1();
    if (Step2()) { //支持变化 ==> 虚函数的多态调用
      Step3();
    }
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      Step4(); // 支持变化 ==> 虚函数的多态调用
    }

    Step5();
  }

  virtual ~Library() {}

protected:
  void Step1() {
    //...
  }
  void Step3() {
    //...
  }
  void Step5() {
    //...
  }

  virtual bool Step2() = 0; // 变化
  virtual void Step4() = 0; // 变化
};

//应用程序开发人员
class Application : public Library {
protected:
  virtual bool Step2() {
    //...
  }

  virtual void Step4() {
    //...
  }
};

int main() {
  Library *pLib = new Application();
  pLib->Run();
  delete pLib;
};

第一种模式中是主程序在 Application，Application 中调用 Library，属于早绑定，第二种 Library 调用虚函数，在子类中实现，属于晚绑定。

复用

所有的子类可以复用父类中提供的模板方法的代码。

扩展

继承 + overwrite。框架通过模板模式提供功能扩展点，让框架用户可以在不修改框架源码的情况下，基于扩展点定制化框架的功能。

回调

回调的原理

相对于普通的函数调用来说，回调是一种双向调用关系。A 类事先注册某个函数 F 到 B 类，A 类在调用 B 类的 P 函数的时候，B 类反过来调用 A 类注册给它的 F 函数。这里的 F 函数就是“回调函数”。A 调用 B，B 反过来又调用 A，这种调用机制就叫作“回调”

回调可以分为同步回调和异步回调（或者延迟回调）。同步回调指在函数返回之前执行回调函数；异步回调指的是在函数返回之后执行回调函数。

模板模式对比回调

从应用场景上来看，同步回调跟模板模式几乎一致。它们都是在一个大的算法骨架中，自由替换其中的某个步骤，起到代码复用和扩展的目的。而异步回调跟模板模式有较大差别，更像是观察者模式。

从代码实现上来看，回调和模板模式完全不同。回调基于组合关系来实现，把一个对象传递给另一个对象，是一种对象之间的关系；模板模式基于继承关系来实现，子类重写父类的抽象方法，是一种类之间的关系。

参考链接