程序设计模式(四) C++ 原型(Prototype)模式

原型(Prototype)模式是用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

思想：克 隆一个已有的类的实例（大家相比都用过甚至写过类的Clone实现，应该很容易理解了）。

场景：应 用Clone的场景应该说非常多，理想情况下我当然希望任何类都能Clone， 需要的时候就能Clone一份一模一样的出来。

实现：这 里将的实现主要之实现的表现形式，而不是如何用具体的语言来实现。因此，只要为需要Clone能力 的类定义一个Clone方法就行。当然，一般，主流的程序语言框架都已经定义了通用的Clone接 口（当然也可以自己定义），继承并实现该接口和方法就好。

实例:Prototype模式提供了一个通过已存在对象进行新对象创建的接口（Clone）， Clone()实现和具体的语言相关，在C++中通过拷贝构造函数实现。

UML图如下：

代码如下：

Prototype.h

 1 #ifndef _PROTOTYPE_H_
 2 #define _PROTOTYPE_H_
 3 
 4 /*Prototype模式提供了一个通过已存在对象进行新对象创建的接口（Clone）
 5   Clone()实现和具体的语言相关，在C++中通过拷贝构造函数实现
 6 
 7 作用:
 8 用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
 9 
10 */
11 
12 /*Prototype原型基类，定义Clone接口函数
13 */
14 class Prototype
15 {
16 protected:
17     Prototype();
18 public:
19     virtual Prototype* Clone() const=0;//定义Clone接口，根据不同的派生类来实例化对象
20     virtual ~Prototype();
21 };
22 
23 //派生自Prototype，实现其接口函数
24 class ConcretePrototype1:public Prototype
25 {
26 public:
27     ConcretePrototype1();//构造函数
28     ~ConcretePrototype1();//析构函数
29     ConcretePrototype1(const ConcretePrototype1&);//拷贝构造函数
30     virtual Prototype* Clone() const;//实现基类定义的Clone接口，内部调用拷贝构造函数实现复制功能
31 };
32 
33 //派生自Prototype，实现其接口函数
34 class ConcretePrototype2:public Prototype
35 {
36 public:
37     ConcretePrototype2();//构造函数
38     ~ConcretePrototype2();//析构函数
39     ConcretePrototype2(const ConcretePrototype2&);//拷贝构造函数
40     virtual Prototype* Clone() const;//实现基类定义的Clone接口，内部调用拷贝构造函数实现复制功能
41 };
42 
43 #endif

Prototype.cpp

 1 #include "Prototype.h"
 2 #include "iostream"
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 ////Prototype
 7 Prototype::Prototype()
 8 {
 9     cout<<"Prototype"<<endl;
10 }
11 
12 Prototype::~Prototype()
13 {
14     cout<<"~Prototype"<<endl;
15 }
16 
17 //ConcretePrototype1
18 ConcretePrototype1::ConcretePrototype1()
19 {
20     cout<<"ConcretePrototype1"<<endl;
21 }
22 
23 ConcretePrototype1::~ConcretePrototype1()
24 {
25     cout<<"~ConcretePrototype1"<<endl;
26 }
27 
28 ConcretePrototype1::ConcretePrototype1(const ConcretePrototype1& cp)
29 {
30     cout<<"ConcretePrototype1 copy"<<endl;
31 }
32 
33 Prototype* ConcretePrototype1::Clone() const
34 {
35     return new ConcretePrototype1(*this);
36 }
37 
38 //ConcretePrototype2
39 ConcretePrototype2::ConcretePrototype2()
40 {
41     cout<<"ConcretePrototype2"<<endl;
42 }
43 
44 ConcretePrototype2::~ConcretePrototype2()
45 {
46     cout<<"~ConcretePrototype2"<<endl;
47 }
48 
49 ConcretePrototype2::ConcretePrototype2(const ConcretePrototype2& cp)
50 {
51     cout<<"ConcretePrototype2 copy"<<endl;
52 }
53 
54 Prototype* ConcretePrototype2::Clone() const
55 {
56     return new ConcretePrototype2(*this);
57 }

main.cpp

 1 #include "Prototype.h"
 2 #include <iostream>
 3 using namespace std;
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     /*原型模式作用：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
 8       Prototype模式重在从自身复制自己创建新类，隐藏（不需知道）对象创建的细节
 9     */
10 
11     /*1、用原型实例p1指定创建对象的种类ConcretePrototype1 */
12     Prototype* p1 = new ConcretePrototype1();
13 
14     /*2、通过拷贝这些原型创建新的对象 */
15     Prototype* p2 = p1->Clone();
16 
17     cout<< "------------------------" << endl;
18 
19     Prototype* p3 = new ConcretePrototype2();
20     Prototype* p4 = p3->Clone();
21 
22     cout<< "------------------------" << endl;
23 
24     delete p1;
25     delete p2;
26     cout<< "------------------------" << endl;
27 
28     delete p3;
29     delete p4;
30 
31     return 0;
32 }

Prototype模式和Builder模式、AbstractFactory模式都是通过一个类（对象实例）来专门负责对象的创建工作（工厂对象），它们之间的区别是：Builder模式重在复杂对象的一步步创建（并不直接返回对象），AbstractFactory模式重在产生多个相互依赖类的对象，而Prototype模式重在从自身复制自己创建新类。

重构成本：极低。不多解释了吧。