【Q&A】模板方法模式在Qt中有哪些应用？

在 Qt 框架中，模板方法模式（Template Method Pattern）被广泛应用于框架的设计中，通过定义算法骨架并允许子类在不改变结构的情况下重写部分步骤。以下是 Qt 中典型的应用场景及示例：

1. 事件处理（Event Handling）

Qt 的事件处理机制是模板方法模式的典型应用。基类（如QObject或QWidget）定义了事件处理的整体流程，子类通过重写虚函数实现具体逻辑。

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// 基类QObject中的事件处理骨架
bool QObject::event(QEvent *event) {
    switch (event->type()) {
        case QEvent::MouseButtonPress:
            return mousePressEvent(static_cast<QMouseEvent*>(event));
        case QEvent::KeyPress:
            return keyPressEvent(static_cast<QKeyEvent*>(event));
        // 其他事件类型...
        default:
            return false;
    }
}

// 子类重写具体事件处理
class MyWidget : public QWidget {
protected:
    void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override {
        qDebug() << "Mouse pressed at" << event->pos();
    }
};

2. 绘制流程（Paint Event）

QWidget的paintEvent方法定义了绘制的骨架，子类通过重写paintEvent实现自定义绘制。

cpp 复制代码

// 基类QWidget中的绘制流程
void QWidget::paintEvent(QPaintEvent *event) {
    QPainter painter(this);
    // 基类可能执行初始化或通用绘制
    drawBackground(&painter); // 基类可能提供默认实现
    drawContents(&painter);   // 子类需重写的核心逻辑
}

// 子类实现具体绘制
class MyWidget : public QWidget {
protected:
    void drawContents(QPainter *painter) override {
        painter->drawText(rect(), Qt::AlignCenter, "Hello Qt!");
    }
};

3. 模型 - 视图架构（Model-View）

QAbstractItemModel作为模型的基类，定义了数据访问的骨架，子类通过重写虚函数提供具体实现。

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// 基类QAbstractItemModel的骨架方法
int QAbstractItemModel::rowCount(const QModelIndex &parent = QModelIndex()) const {
    return 0; // 默认实现，子类需重写
}

QVariant QAbstractItemModel::data(const QModelIndex &index, int role = Qt::DisplayRole) const {
    return QVariant(); // 默认实现，子类需重写
}

// 子类实现具体数据模型
class MyModel : public QAbstractItemModel {
public:
    int rowCount(const QModelIndex &parent) const override {
        return 10; // 返回数据行数
    }

    QVariant data(const QModelIndex &index, int role) const override {
        if (role == Qt::DisplayRole)
            return QString("Item %1").arg(index.row());
        return QVariant();
    }
};

4. 对话框操作（Dialogs）

QDialog的accept()和reject()方法定义了对话框关闭的骨架，子类可重写这些方法执行自定义逻辑。

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// 基类QDialog的默认实现
void QDialog::accept() {
    done(QDialog::Accepted); // 关闭对话框
}

// 子类扩展关闭行为
class MyDialog : public QDialog {
public:
    void accept() override {
        // 执行自定义逻辑
        qDebug() << "Saving data before closing...";
        QDialog::accept(); // 调用基类关闭逻辑
    }
};

5. 网络通信（Networking）

QTcpSocket的信号与槽机制中，数据读取的流程由基类定义，子类通过重写readyRead()等槽函数处理数据。

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// 基类QTcpSocket的流程（伪代码）
void QTcpSocket::processRead() {
    while (hasPendingData()) {
        readData(); // 基类读取数据
        emit readyRead(); // 触发信号
    }
}

// 子类处理数据
class MySocket : public QTcpSocket {
    Q_OBJECT
public:
    void readyRead() override {
        QByteArray data = readAll();
        qDebug() << "Received:" << data;
    }
};

Qt 通过模板方法模式实现了框架的灵活性和可扩展性，开发者可通过子类化和重写虚函数轻松扩展功能。典型场景包括事件处理、绘制、模型 - 视图、对话框操作等。这种模式降低了代码重复，同时保持了框架的统一结构。