设计模式6——创建型模式之原型模式

定义：原型模式(Prototype Pattern)，用原型模式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。

类型：创建型模式。

类图：

 

参与角色：

1. CPrototype，抽象原型基类，提供一个Clone的接口以及一些设置显示的接口。

2. CConcretePrototype，声明定义原型的相关参数，并实现Clone接口，主要是通过实现拷贝构造函数来完成的。

另外实现其他接口。

3. Client，首先定义一个原型对象，然后以此为原型克隆新的对象。

概述：

        如果只是为了更快的完成新对象的生成，其实就没必要使用原型模式了。因为可以直接使用拷贝构造函数即可。而使用原型模式最重要的原因是隔离Client去了解具体的实现类，降低模块间的耦合。Client只需要知道一个抽象类的指针，不仅可以操作具体各咱方法，另外也还可以生成新的对象。

        另外，使用拷贝构造函数时，需要注意深拷贝及浅拷贝。浅拷贝，即按位进行拷贝，即两个对象的每一个成员变量是相同的。深拷贝，自定义拷贝，一般会处理指针，引用等类型，保证它们有相同的值，而不是它们本身相同。

        有一批Thinkpad电脑，除了内存和硬盘容量外，其他配置都相同。我们可以通过原型对象生成新的对象，并且不需要知道具体的实现类名。

代码:

// 提供接口

class CPrototype{public:    virtual CPrototype* Clone() = 0;    virtual void Show() = 0;    virtual void SetRam(int _nRam) = 0;    virtual void SetRom(int _nRom) = 0;};

// 电脑的基本配置信息类

class CComputerConfig : public CPrototype{public:    CComputerConfig(char* _szName, int _nRomSize, int _nRamSize) : m_nRomSize(_nRomSize), m_nRamSize(_nRamSize)    {        if (NULL != _szName)        {            size_t nSize = strlen(_szName) + 1;            m_szComputerName = new char[nSize];            strcpy_s(m_szComputerName, nSize, _szName);        }        else        {            m_szComputerName = NULL;        }    }    ~CComputerConfig()    {        if (NULL != m_szComputerName)        {            delete m_szComputerName;        }    }    CComputerConfig(const CComputerConfig& _other)    {        if (NULL == _other.m_szComputerName)        {            m_szComputerName = NULL;        }        else        {            size_t nSize = strlen(_other.m_szComputerName) + 1;            m_szComputerName = new char[nSize];            strcpy_s(m_szComputerName, nSize, _other.m_szComputerName);            m_nRomSize = _other.m_nRomSize;            m_nRamSize = _other.m_nRamSize;        }    }    virtual CPrototype* Clone()    {        return new CComputerConfig(*this);    }    virtual void Show()    {        cout<<m_szComputerName<<",Ram "<<m_nRamSize<<",Rom "<<m_nRomSize<<endl;    }    virtual void SetRam(int _nRam)    {        m_nRamSize = _nRam;    }    virtual void SetRom(int _nRom)    {        m_nRomSize = _nRom;    }public:    char* m_szComputerName;    int m_nRomSize;    int m_nRamSize;};

// 客户端

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){    // ThindPad系列电脑    CComputerConfig computer("Thinkpad", 500, 2);    // 原型    CPrototype* pPrototype = &computer;    pPrototype->Show();    // ThindPad系列的2G内存版,500G硬盘版    CPrototype* p2GComputer = computer.Clone();    p2GComputer->SetRam(4);    p2GComputer->Show();    // 4G内存,1T硬盘版    CPrototype* p1TCompter = computer.Clone();    p1TCompter->SetRam(8);    p1TCompter->SetRom(1024);    p1TCompter->Show();return 0;}

使用场合：

1. 两个模块A,B，模块B对外暴露一个对象C指针。而模块A需要建立很多很多C的对象，但是不需要知道具体的C是如何创建的。这个时候就应该使用原型模式。

优缺点：

1. 优点，能够降低模块间的耦合性，另外能够快速的创建新对象。

缺点，改造一个已有类型时，需要细心考虑所有成员变量拷贝的问题，容易遗漏造成错误。

参考资料：

1. 《设计模式——可复用面向对象软件基础》
2. 《Java与模式》
3. 《大话设计模式》