C++ clone()函数的用法

本文系转载，出处：设计模式学习笔记（原型模式）

原型模式

在C++中，要拷贝一个对象，除了自定义一个拷贝构造函数来实现对象复制外，还可以实现一个clone函数。这需要借助编译器实现的一个隐藏拷贝构造函数，这样的做法，更省心。

背后的原理是C++的原型（Prototype）模式：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。

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。

注意：clone函数是virtual的，无法内联。

示例代码：

#include "stdafx.h"#include <iostream>class CA{public:    int value;    CA* clone() const { return new CA( *this );}    //仅一个构造函数    CA(int a ){value=a;}   };int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){    CA* objA=new CA(10);    CA* objtemp=objA->clone();    delete objA;    std::cout<<objtemp->value;    delete objtemp;    return 0;}

Prototype 模式的应用场景在于，你拿到一个 Base* ，它指向某个 Derived 对象，你想克隆出 Derived 对象，但代码中不写出 Derived 的具体类型，因为有很多派生类，这种情况下你用构造函数是搞不定的，就需要Prototype 模式了。

原型模式的作用

1、基本就是你需要从A的实例得到一份与A内容相同，但是又互不干扰的实例的话，就需要使用原型模式。

2、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。这个其实和C++的拷贝构造函数的作用是相似的（但不相同），实际上就是动态抽取 当前对象运行时的状态。

原型模式的优势

一.为什么不用new直接新建对象，而要用原型模式？

首先，用new新建对象不能获取当前对象运行时的状态，其次就算new了新对象，在将当前对象的值复制给新对象，效率也不如原型模式高。

二.为什么不直接使用拷贝构造函数，而要使用原型模式？

原型模式与拷贝构造函数是不同的概念，拷贝构造函数涉及的类是已知的，原型模式涉及的类可以是未知的。

原型模式生成的新对象可能是一个派生类。拷贝构造函数生成的新对象只能是类本身。原型模式是描述了一个通用方法(或概念)，它不管是如何实现的，而拷贝构造则是描述了一个具体实现方法。

    class base      {        public :         base();        base(base &obj);        virtual  ~base();        virtual base *clone() { return new base(*this) ; };      };      class derived : public base      {        public :         derived();        derived(  derived &);       virtual base *clone(){return new derived (*this); }      ....      };      base *obj1 = new base ;       base *obj2 = new derived ;//基类指针指向派生类对象，怎样用基类指针创建一个新的派生类对象？？ 用基类的拷贝构造函数显然不行。      base *obj3 = obj1 .clone();      base *obj4 = obj12.clone();  

适用场景

1.资源优化场景

类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。

2.性能和安全要求的场景

通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。

3.一个对象多个修改者的场景

一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。

缺点

1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。

2、实现原型模式每个派生类都必须实现 Clone接口。

3、逃避构造函数的约束。