23种设计模式之五（创建型模式）Prototype模式

一、简介

         Prototype 模式提供了自我复制的功能，即新对象的创建可以通过已有对象进行创建（Clone），实现和具体的实现语言相关，在C++中通过拷贝构造函数（Copy Constructor）实现。拷贝构造函数中浅层拷贝和深层拷贝曾经是很多程序员的噩梦，也是修改或释放资源时程序崩溃的根源之一。

        在此只进行浅层拷贝的实现（int number），不涉及深层拷贝（主要要指有指针、复合对象的情况）。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,重点放在Prototype 模式本身的思想。

二、详解

1、代码实现

（1）代码prototype.h：

#ifndef _PROTOTYPE_H_
#define _PROTOTYPE_H_

class Prototype
{
	  public:
	  	  virtual ~Prototype();
	  	  virtual Prototype *Clone() const = 0;
	  	  int number;
	  protected:
	  	  Prototype();
	  private:
};

class ConcretePrototype : public Prototype
{
	  public:
	  	  ConcretePrototype();
	  	  ConcretePrototype(const ConcretePrototype &cp);
	  	  ~ConcretePrototype();
	  	  Prototype *Clone() const;
};

#endif

（2）代码prototype.cpp：

#include<iostream>
#include "prototype.h"
using namespace std;

Prototype::Prototype()
{
	  cout<<"---Prototype constructor"<<endl;
	  number = 100;
}

Prototype::~Prototype()
{
}

Prototype *Prototype::Clone() const
{
	  return 0;
}

ConcretePrototype::ConcretePrototype()
{
	  cout<<"---ConcretePrototype constructor"<<endl;
}

ConcretePrototype::ConcretePrototype(const ConcretePrototype &cp)
{
	  cout<<"---ConcretePrototype copy..."<<endl;
}

ConcretePrototype::~ConcretePrototype()
{
}

Prototype *ConcretePrototype::Clone() const
{
	  cout<<"---Clone()"<<endl;
	  return new ConcretePrototype(*this);
}

（3）代码main.cpp：

#include <iostream>
#include "prototype.h"
using namespace std;

int main()
{
	  Prototype *p_one = new ConcretePrototype();
	  cout<< "before clone:" << p_one->number <<endl;
	  Prototype *p_two = p_one->Clone();
	  cout<< "clone:" << p_two->number <<endl;
	  p_two->number = 200;
	  
	  cout<< "----------------------" <<endl;
	  cout<< "origin:" << p_one->number <<endl;
	  cout<< "clone:" << p_two->number <<endl;
	  delete p_one;
	  delete p_two;
	  return 0;
}

（4）makefile：

CFLAGS = -g
DEFINED = #-D _VERSION
LIBS = 
CC = g++
INCLUDES = -I./
OBJS= main.o prototype.o
TARGET= main
all:$(TARGET)

$(TARGET):$(OBJS)
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $(OBJS)

.SUFFIXES:.o .h
.SUFFIXES:.cpp .o
.cpp.o:
	$(CC) $(DEFINED) -c $(CFLAGS) -o $@ $<

ok:
	./$(TARGET)
clean:
	rm -f $(OBJS) $(TARGET) core *.log

2、运行结果

（centos6.3系统中运行结果：）

三、总结

（1）Prototype 模式通过复制原型(Prototype)而获得新对象创建的功能，这里 Prototype 本身就是“对象工厂”（因为能够生产对象）。实际上 Prototype 模式和 Builder 模式、AbstractFactory 模式都是通过一个类（对象实例）来专门负责对象的创建工作（工厂对象），它们之间的区别是：Builder 模式重在复杂对象的一步步创建（并不直接返回对象），AbstractFactory 模式重在产生多个相互依赖类的对象，而Prototype 模式重在从自身复制自己创建新类。

（2）源码已经打包上传到csdn上可登录下载（http://download.csdn.net/detail/taiyang1987912/8407417）。