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 Prototype15 {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 Prototype25 {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 Prototype35 {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 //ConcretePrototype118 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() const34 {35     return new ConcretePrototype1(*this);36 }37 38 //ConcretePrototype239 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() const55 {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。