c語言中怎么使用模板方法模式

模式動機

在嵌入式的應(yīng)用場景中，管理資源(例如文件、內(nèi)存)是一件非常麻煩、非常容易出錯的事情。因為在分配資源后，還必須釋放資源。例如fopen()打開文件后，必須要使用fclose()來關(guān)閉文件，而使用malloc申請內(nèi)存資源后，就必須使用free()函數(shù)來釋放內(nèi)存。

在實際開發(fā)工作中，稍微對malloc不注意就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。而模板方法模式堪稱預(yù)防這類低級錯誤的神器!

場景案例

場景:現(xiàn)在硬盤卡上存放了多部電影，我們需要在電腦上隨機讀取播放。

假設(shè)我們動態(tài)申請1G的內(nèi)存空間來存放視頻，如果女主是美女，那么正常播放視頻，播放完后退出程序。如果女主長相感人，則立馬退出程序！

傳統(tǒng)實現(xiàn)的偽代碼如下:

...
int main()
{
...
//申請1G內(nèi)存
p_movie = malloc(1G);
//讀取sd卡視頻，并存放在p_movie中
...
//根據(jù)電影類型來選擇播放方式
if(p_movie == 美女)
{
    ...//正常播放電影
}
else if (p_movie == 長相感人)
{
    ...//停止播放電影
    //釋放內(nèi)存
    free(p_movie);
    return -1;
}
//釋放內(nèi)存
free(p_movie);
return 0;

}

在上面的代碼實現(xiàn)中，管理內(nèi)存和使用內(nèi)存的代碼耦合在一起。在每個分支情況里面，必須時刻注意內(nèi)存的使用和釋放情況(比如在本例中，free函數(shù)就出現(xiàn)了兩次)。隨著各種程序中的分支越來越多、越來越龐大，有時候很容易忽略對內(nèi)存的釋放，從而引起內(nèi)存泄漏。

解決方案

編寫類似這種資源處理相關(guān)的代碼，之所以很麻煩，是因為資源管理和資源使用的代碼耦合在一起了，我們只要通過定義一個模板方法函數(shù)，來分離這兩部分的代碼，就可以避免它們各種復(fù)雜的組合情況處理了。請看下面?zhèn)未a:

//資源使用代碼
int act_movie(char* p)
{
  if(p == 美女)
   {
       ...//正常播放電影
   }
  else if (p == 長相感人)
   {
       ...//停止播放電影
       return -1;
   }
   return 0;
}
//定義模板方法函數(shù)，負(fù)責(zé)資源管理
int template(int (*play_movie)(char* p)
{
 int ret;
 //申請1G內(nèi)存
 p_movie = malloc(1G);
 //讀取sd卡視頻，并存放在p_movie中
 ...
 //根據(jù)電影類型來選擇播放方式
 ret = play_movie(p_movie);
 
 //釋放內(nèi)存
 free(p_movie);
 return ret;
 
}

int main()
{
int ret;
...
//調(diào)用模板方法函數(shù)
ret = template(act_movie);
...
return ret;
}

在上面的代碼實現(xiàn)中，我們通過定義一個模板函數(shù)，使得資源的分配和釋放都統(tǒng)一在模板函數(shù)中完成了，避免了分配資源后容易忘記釋放的問題。在資源使用過程中，可以更專注于業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)，各函數(shù)的職責(zé)更加清晰。

內(nèi)存的分配釋放，可能會在代碼中多次出現(xiàn)。這時，只需要簡單地調(diào)用模板方法函數(shù)即可，一定程度上減少了代碼重復(fù)。而以后資源的使用場景發(fā)生變化的話，也只要再新增一個類似act_movie的函數(shù)即可。