设计模式：原型模式(Prototype Pattern)通过复制生成实例

梦里梦外; 2022-09-05 01:53 123阅读 0赞

原型模式是用于创建重复的新对象，同时又能保证性能。这种类型的设计属于创建者模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。比如，一个对象需要在一个高代价的数据局操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库的调用

# 说明 #

*  **意图**：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
 *  **使用场景**：
    
     *  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
     *  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
     *  在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者

# 登场角色 #

*  **Prototype（原型）**：
    
     *  负责定义复制现有实例来生成新实例的方法
 *  `ConcretePrototype`（具体的原型）：
    
     *  ConcretePrototype负责实现复制现有原型并生成新实例的方法

*  `Client`（使用者）：
    
     *  负责使用复制实例生成新得实例。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 实现 #

#include <iostream>
    #include <string>
    #include <memory>
    using namespace std;
    class Person
    {
        
    public:
        string name;
        int age;
        Person(string _name, int _age) :name(_name), age(_age) {
        }
        virtual ~Person() {
        }
        virtual void showMe()
        {
        
            cout << "I am " << name << ", and " << age << endl;
        }
        virtual Person *clone()
        {
        
            return new Person(*this);
        }
    };
    
    class Boy :public Person
    {
        
    public:
        Boy(string _name, int _age):Person(_name, _age)
        {
        }
        ~Boy() {
        }
        virtual void showMe() override
        {
        
            Person::showMe();
            cout << "I am a boy" << endl;
        }
        virtual Person *clone() override
        {
        
            return new Boy(*this);
        }
    };
    class Girl :public Person
    {
        
    public:
        Girl(string _name, int _age) :Person(_name, _age)
        {
        }
        ~Girl() {
        }
        virtual void showMe() override
        {
        
            Person::showMe();
            cout << "I am a Girl" << endl;
        }
        virtual Person *clone() override
        {
        
            return new Girl(*this);
        }
    };
    
    int main()
    {
        
        //创建一个boy  a
        Person *a = new Boy(string("Ming"), 28);
        a->showMe();
        //创建一个Girl  b
        Person *b = new Girl(string("Li"), 28);
        b->showMe();
    
        //克隆a--不使用原型模式的写法
        shared_ptr<Person> cloneA(new Boy(*dynamic_cast<Boy *>(a)));
        cloneA->showMe();
    
        //克隆b--使用原型模式的写法
        shared_ptr<Person> cloneB(b->clone());
        cloneB->showMe();
    
        delete b;
        delete a;
    
        return 0;
    }

# 实现 #

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    class Prototype{
        
    public:
        virtual Prototype *Clone() = 0;
        virtual ~Prototype(){
        };
    };
    
    class ConcretePrototype : public Prototype{
        
    public:
        ConcretePrototype(){
        }
    
        ConcretePrototype(const ConcretePrototype&cp) {
        
            cout << "ConcretePrototype copy..." << endl;
        }
    
        Prototype* Clone() {
        
            return new ConcretePrototype(*this);
        }
    };
    
    int main(void){
        
        Prototype *prototype = new ConcretePrototype();
        cout << prototype << endl;
        Prototype* prototype1 = prototype->Clone();
        cout << prototype1 << endl;
        Prototype* prototype2 = prototype->Clone();
        cout << prototype2 << endl;
    
        delete prototype;
        delete prototype1;
        delete prototype2;
    
        return 0;
    }

![在这里插入图片描述][4ec8a95ad1214860a027ebcdfe60d6fa.png]

> 原型模式的结构和实现都很简单，其关键就是（C++中）拷贝构造函数的实现方式，这也是 C++实现技术层面上的事情。由于在示例代码中不涉及到深层拷贝（主要指有指针、复合对象的情况），因此我们通过编译器提供的默认的拷贝构造函数（按位拷贝）的方式进行实现。说明的是这一切只是为了实现简单起见，也因为本文档的重点不在拷贝构造函数的实现技术，而在原型模式本身的思想。

[C++原型模式][C]  
[c++设计模式（原型模式）][c]

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[4ec8a95ad1214860a027ebcdfe60d6fa.png]: /images/20220829/3dbfa815482c49c69ff67f5e1f82acc2.png
[C]: http://www.weixueyuan.net/view/1266.html
[c]: https://blog.csdn.net/weixin_43272766/article/details/93757860#:~:text=%E5%88%9B%E4%BD%9C-,c%2B%2B%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%EF%BC%88%E5%8E%9F%E5%9E%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F%EF%BC%89,-%E8%BF%99%E4%B8%AA%E5%90%8D%E5%AD%97%E4%B8%8D%E7%9F%A5%E9%81%93