常见设计模式解析和实现（C++）Prototype模式（原型模式）

作用：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。

UML结构图：

 

抽象基类：

1）  Prototype:虚拟基类，所有原型的基类，提供Clone接口函数

接口函数：

1）  Prototype::Clone函数：纯虚函数，根据不同的派生类来实例化创建对象。

解析：

Prototype模式其实就是常说的“虚拟构造函数”的一个实现，C++的实现机制中并没有支持这个特性，但是通过不同派生类实现的Clone接口函数可以完成与“虚拟构造函数”同样的效果。举一个例子来解释这个模式的作用，假设有一家店铺是配钥匙的，他对外提供配钥匙的服务（提供Clone接口函数），你需要配什么钥匙它不知道只是提供这种服务，具体需要配什么钥匙只有到了真正看到钥匙的原型才能配好。也就是说，需要一个提供这个服务的对象，同时还需要一个原型（Prototype），不然不知道该配什么要的钥匙。

实现：

1）Prototype.h

 

#ifndef PROTOTYPE_H
#define PROTOTYPE_H

// 虚拟基类，所有原型的基类，提供Clone接口函数


class Prototype
{
public:
    prototype(){}
    virtual ~Prototype(){}

    virtual Prototype *Clone() = 0;
};



// 派生自Prototype，实现Clone方法
class ConcreatePrototype1:public Prototype
{
public:
    ConcreatePrototype1();
    ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&);
    virtual ~ConcreatePrototype1();

    virtual Prototype* Clone();
};

// 派生自Prototype,实现Clone方法
class ConcreatePrototype2:public Prototype
{
public:
    ConcreatePrototype2();
    ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&);
    virtual ~ConcreatePrototype1();

    virtual Prototype* Clone();
};

#endif

 （2）Prototype.cpp

 

#include "Prototype.h"
#include <iostream>

ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1()
{
    std::cout << "construction of ConcreatePrototype1
";
}


ConcreatePrototype1::~ConcreatePrototype1()
{
    std::cout << "destruction of ConcreatePrototype1
";
}

ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&)
{
    std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype1
";
}

Prototype* ConcreatePrototype1::Clone()
{
    return new ConcreatePrototype1(*this);
}



ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2()
{
    std::cout << "construction of ConcreatePrototype2
";
}


ConcreatePrototype2::~ConcreatePrototype2()
{
    std::cout << "destruction of ConcreatePrototype2
";
}

ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&)
{
    std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype2
";
}

Prototype* ConcreatePrototype2::Clone()
{
    return new ConcreatePrototype2(*this);
}

（3）main.cpp

#include "Prototype.h"
#include <stdio.h>



int main()
{
    Prototype* pPrototype1 = new ConcreatePrototype1();
    Prototype* pPrototype2 = pPrototype1->Clone();

    Prototype* pPrototype3 = new ConcreatePrototype2();
    Prototype* pPrototype4 = pPrototype3->Clone();

    delete pPrototype1;
    delete pPrototype2;
    delete pPrototype3;
    delete pPrototype4;
}