【设计模式之原型模式 】– C++

5. 原型模式 – 复制粘贴，一摸一样

简介

原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，其主要目的是通过复制现有对象来创建新的对象，而无需从头开始构建。

使用场景

它通常用于以下情况：

1. 当一个系统需要独立于其类型的对象时，它可以从已有的对象克隆出新的实例，而不是通过构造函数创建。
2. 当创建一个对象的过程比复制一个现有对象更昂贵时，原型模式可以提高性能。

原型模式的关键思想是创建一个原型对象，然后根据该原型对象创建新的对象。这个原型对象通常是一个已经存在并配置好的对象，它包含了所需的初始状态和属性。新对象从原型对象复制其状态和属性，以便于快速创建多个相似的对象。

实现方式

在实现原型模式时，通常有两种方式：

1. 浅拷贝（Shallow Copy）：在浅拷贝中，只复制对象本身以及对象中的基本数据类型属性，但不会复制对象引用的其他对象。这意味着新对象和原型对象会共享一些对象引用，如果修改了这些共享引用指向的对象，会影响到原型对象和克隆对象。
2. 深拷贝（Deep Copy）：在深拷贝中，不仅复制对象本身和基本数据类型属性，还会递归复制对象引用的其他对象，以确保新对象和原型对象之间没有共享的引用。

优点和注意事项

原型模式的优点包括：

• 提高性能：避免了重复创建对象时的昂贵初始化过程。
• 简化对象创建：可以通过复制现有对象来创建新对象，无需了解对象的构造细节。
• 支持多态性：克隆操作可以用于创建子类对象。

需要注意的是，原型模式在某些情况下可能会引入复杂性，特别是在对象包含循环引用或大量子对象的情况下。因此，在使用原型模式时需要小心处理这些情况。

总之，原型模式是一种有助于创建对象的设计模式，它通过复制现有对象来创建新对象，提供了一种灵活、高效的方式来管理对象的创建和初始化。

实现

实现深拷贝方式，主要是写一个clone方法

// 原型模式
// 时间：2024-10-29
// 作者：@conceal
#include 
#include 
using namespace std;

// 原型类
class Prototype
{
public:
    virtual Prototype *clone() = 0;
    virtual void show() = 0;
};

// 具体原型类
class ConcretePrototype : public Prototype
{
public:
    ConcretePrototype(const string &s)
    {
        m_str = s;
    }
    Prototype *clone()
    {
        return new ConcretePrototype(*this);
    }
    void show()
    {
        cout << m_str << endl;
    }

private:
    string m_str;
};

int main()
{
    Prototype *p = new ConcretePrototype("A");
    Prototype *p1 = p->clone();
    p->show();
    p1->show();
    delete p;
    delete p1;
    return 0;
}

输出

A
A