创建型设计模式 | 原型模式

一、原型模式

1、原理

原型模式，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。原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。原型像是一个模板，可以基于它复制好多对象，而复制出来的副本产生任何变化都不会影响到原型（注意：前提是clone的实现要满足深拷贝）。

2、UML类图

要实现原型模式，关键就是要实现原型接口里面的Clone方法，通过Clone方法来产生原型对象的副本，如下：

3、示例

声明一个IShape接口，该接口核心的是Clone方法。分别两个实现类Circle与Square，都实现了接口里面的方法，然后分别创建两个实现类对应的实例，并通过Clone方法产生实例的副本，如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

// IShape 接口类
class IShape
{
public:
    virtual string GetShapeName() = 0;
    virtual void SetShapeName(string &) = 0;
    virtual IShape* Clone() = 0;
};

// Square 类
class Square : public IShape
{
private:
    string m_shapeName;

public:
    Square(string &shapeName) : m_shapeName(shapeName){}
    string GetShapeName()
    {
        return m_shapeName;
    }
    void SetShapeName(string &str)
    {
        m_shapeName = str;
    }
    IShape* Clone()
    {
        return new Square(this->m_shapeName);
    }
};

// Circle 类
class Circle : public IShape
{
private:
    string m_shapeName;

public:
    Circle(string &shapeName) : m_shapeName(shapeName){}
    string GetShapeName()
    {
        return m_shapeName;
    }
    void SetShapeName(string &str)
    {
        m_shapeName = str;
    }
    IShape* Clone()
    {
        return new Circle(this->m_shapeName);
    }
};

int main()
{
    string str1 = "Square";
    string str2 = "Circle";

    IShape *pShape1 = new Square(str1);
    IShape *pShape2 = new Circle(str2);

    IShape *pClone1 = pShape1->Clone();
    IShape *pClone2 = pShape2->Clone();

    cout << "pClone1 name : " << pClone1->GetShapeName() << endl;
    cout << "pClone2 name : " << pClone2->GetShapeName() << endl;

    return 0;
}

4、总结

使用原型模式隐藏了对象创建的细节，不论对象多么的复杂，使用者调用Clone接口就可以创建一个原型对象的副本。同时无需初始化，可动态地获取当前原型的状态（即：如果修改了原型对象，在修改后调用Clone方法，获取到的依然是原型对象的最新副本），并在当前基础上进行拷贝。