原型模式

超、凢脫俗 2022-02-21 12:16 207阅读 0赞

**一. 原型模式简介**  
　　 原型模式（Prototype Pattern）也是一种创建型模式，它关注的是大量相似对象的创建问题。我们经常会遇到这样的情况：在系统中要创建大量的对象，这些对象之间具有几乎完全相同的功能，只是在细节上有一点儿差别。  
 　　 这样的情形经常遇到。三国系列游戏是我最喜欢的游戏系列之一。你有没有注意到那里边上百位英雄的头像基本上很相似？你仔细区分就会发现，虽然每个人都不同，但基本上只具有几种脸型：长方的、圆形的、细长的，然后配上不同的胡子、眉毛、眼睛、嘴，有的再加点儿伤疤或装饰物（比如给独眼龙夏侯敦加个单眼罩），就成了不同的人物头像！那么，为什么会这样的？因为根据研究表明，人类的脸谱基本上只有有限的几个类型，只不过在细节和组合方面存在些许差异。游戏制作者具有依据这个理论，只对人脸进行有限的几种建模，然后再通过组合、修饰，就可以产生无数的头像了。

用面向对象的方法来说就是，我们先建立一个原型，然后通过对原型进行复制和修饰的方法，就可以产生一个和原型相似的新对象。用GoF的话来说就是：**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。**

二. 原型模式实例

前几天，我很不幸把屋门的钥匙给弄丢了，结果进不了家门。万幸的是，GF那儿还有一把，于是第二天我拿了她的那把去配钥匙。另外，她还让我顺便给她配一把橱柜的钥匙。现在配个钥匙真是简单，把钥匙给他，他直接找一个合适的钥匙胚子，把我的钥匙夹在配钥匙机的一端，胚子夹在另一端，一开电源，一把标尺比着我的钥匙齿型走一遍，砂轮就在胚子上复制出一把钥匙来！一分钟不到，两把新钥匙就搞定了！

**![5.bmp][]**用OO来描述，我的

旧钥匙是一个原型。配钥匙的过程就是根据我提供的原型，再复制一份出来，就有了一个新的钥匙。两个钥匙完全一样，我也可以给新配的钥匙贴个标签，以表明是“我的”。用这样的方法，我可以对各种钥匙进行复制，也可以复制无限多份。OO分析的类图如下：

**![51.bmp][]**

**三.[C++中的原型模式][C]**

**结构**

![原型模式][prototype.jpg]

**理解**

1. Prototype 是原型基类，提供Clone 纯虚方法，它根据不同的派生类来克隆不同的对象。

2. ConcretePrototype 是原型具体类。实现Clone 方法，克隆自己，返回克隆后的新对象。

3. Client 调用基类Clone 接口，就可以得到一个克隆对象。

**要点**

1.  原型模式中，Client 并不知道要克隆对象的实际类型，只需知道基类类型即可。

2.  克隆对象比直接创建对象的优点在于，克隆是将原有对象的行为属性带到了新的对象中。

3. C++ 没有克隆方法，要克隆一个对象，需要借助拷贝构造函数（Copy Constructor ）来实现。拷贝构造函数中实现拷贝对象有浅拷贝和深拷贝：

浅拷贝 是指对象复制时，只是对于对象中的数据成员进行值拷贝；深拷贝是指对象赋值时，对于对象的简单数据成员进行值拷贝，对于对象中的动态成员（堆或者其他系统资源），要重新分配动态空间。

当类不定义拷贝构造函数的时候，编译器会自动生一个构造函数，叫做默认拷贝构造函数。默认拷贝构造函数使用浅拷贝方式。如果类中含有动态数据成员，就必须使用深拷贝方式实现拷贝构造函数，否则，在销毁对象时，两个对象的析构函数将对同一个内存空间释放两次，产生运行时错误。

**应用**

源码中，Line 是原型基类，具体克隆类是直线和曲线。

**源码**

\#include <iostream>

\#include <string>

using namespace std;

// 原型基类 .  线条

class CLinePrototype

public :

virtual ~CLinePrototype()\{\};

virtual CLinePrototype\* Clone() = 0;

\};

// 原型具体类 .  直线

class CBeelinePrototype : public CLinePrototype

public :

CBeelinePrototype()\{\};

// 拷贝构造函数

CBeelinePrototype(const CBeelinePrototype &o)

this\->m\_iWeight = o.m\_iWeight;

virtual ~CBeelinePrototype()\{\};

virtual CLinePrototype\* Clone()

cout << "clone a line" << endl;

return new CBeelinePrototype(\*this);

void SetWeight(const int &iWeight)

this\->m\_iWeight = iWeight;

void Print()

cout << "beeline weight: " << m\_iWeight << endl;

protected :

int m\_iWeight;

\};

// 原型具体类 .  曲线

class CCurvePrototype : public CLinePrototype

public :

CCurvePrototype()\{\};

// 拷贝构造函数

CCurvePrototype(const CCurvePrototype &o)

this\->m\_strType = o.m\_strType;

virtual ~CCurvePrototype()\{\};

virtual CLinePrototype\* Clone()

cout << "clone a curve" << endl;

return new CCurvePrototype(\*this);

void SetType(const string &m\_strType)

this\->m\_strType = m\_strType;

void Print()

cout << "beeline type: " << m\_strType.c\_str() << endl;

protected :

string m\_strType;

\};

//Client

CLinePrototype \* Clone(CLinePrototype\* pPrototype)

return pPrototype\->Clone();

int main()

CBeelinePrototype\* p1 = new CBeelinePrototype();

p1\->SetWeight(10);

CLinePrototype\* p1Clone = Clone(p1);

CBeelinePrototype\* p1Clone1 = dynamic\_cast<CBeelinePrototype\*>(p1Clone);

p1Clone1\->Print();

CCurvePrototype\* p2 = new CCurvePrototype();

p2\->SetType("DOT");

CLinePrototype\* p2Clone = Clone(p2);

CCurvePrototype\* p2Clone1 = dynamic\_cast<CCurvePrototype\*>(p2Clone);

p2Clone1\->Print();

system("pause");

return 0;

输出：

clone a line

beeline weight: 10

clone a curve

beeline type: DOT

[5.bmp]: /images/20220221/73d7fec3334d4b2b85d73948d58a448d.png
[51.bmp]: /images/20220221/4ab2c761c4d041d7a2b7c631e0a72ac7.png
[C]: http://blog.csdn.net/pizi0475/article/details/5588760
[prototype.jpg]: http://www.shenmiguo.com/wp-content/uploads/2009/08/prototype.jpg