[C++知识库]设计模式之Prototype原型模式

原型模式定义：

用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或者相似的新对象。

原型模式的优点：

性能提高：比直接使用new一个对象更加优良；

简化创建对象的过程：使用深拷贝将对象赋值了一份；

原型模式的缺点：

需要为每一个类都配置一个clone方法；

clone方法在内的内部，对已有对象改造时，需要修改代码，违背了开闭原则；

当实现深克隆时，需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来会比较麻烦。因此，深克隆、浅克隆需要运用得当。

?原型模式抽象基类：ProtoTypeVehicle

class ProtoTypeVehicle
{
public:
	ProtoTypeVehicle()
	{
		m_name = "";
		std::cout << "构造车辆对象:" << m_name.c_str() << std::endl;
	}

	ProtoTypeVehicle(std::string name)
	{
		m_name = name;
		std::cout << "构造车辆对象:" << m_name.c_str() << std::endl;
	}

	virtual ~ProtoTypeVehicle()
	{
		std::cout << "析构掉车辆对象:" << m_name.c_str() << std::endl;
	}


public:
	void reName(std::string name)
	{
		m_name = name;
	}

	void printfInfo()
	{
		std::cout << "车辆对象名称:" << m_name.c_str() << std::endl;
	}

	virtual ProtoTypeVehicle *clone() = 0;//纯虚函数，让其子类去具体实现

private:
	std::string m_name;
};

原型对象具体实现类：?ProtoType110Car

class ProtoType110Car :public ProtoTypeVehicle
{
public:
	ProtoType110Car()
	{
		std::cout << "构造110车辆对象" << std::endl;
	}

	ProtoType110Car(std::string name):ProtoTypeVehicle(name)
	{
		std::cout << "构造110车辆对象" << std::endl;
	}
	~ProtoType110Car()
	{
		std::cout << "析构掉110车辆对象" << std::endl;
	}
public:
	virtual ProtoTypeVehicle *clone()
	{
#if 0
		ProtoType110Car *p = new ProtoType110Car();//深克隆自己创建对象
		*p = *this;
		if (nullptr != p)
		{
			std::cout << "克隆110车辆对象" << std::endl;
		}
		return p;
#else
		std::cout << "克隆110车辆对象" << std::endl;
		return new ProtoType110Car(*this);
#endif // 0
	}
private:

};

原型对象具体实现类：?ProtoType120Car

class ProtoType120Car :public ProtoTypeVehicle
{
public:
	ProtoType120Car()
	{
		std::cout << "构造120车辆对象" << std::endl;
	}
	ProtoType120Car(std::string name) :ProtoTypeVehicle(name)
	{
		std::cout << "构造120车辆对象:" << std::endl;
	}
	~ProtoType120Car()
	{
		std::cout << "析构掉120车辆对象" << std::endl;
	}
public:
	virtual ProtoTypeVehicle *clone()
	{
#if 0
		ProtoType120Car *p = new ProtoType120Car();//深克隆自己创建对象
		*p = *this;
		if (nullptr != p)
		{
			std::cout << "克隆120车辆对象" << std::endl;
		}
		return p;
#else
		std::cout << "克隆120车辆对象" << std::endl;
		return new ProtoType120Car(*this);
#endif // 0
	}
private:

};

?主函数：

int main()
{
	ProtoTypeVehicle *_110Car_1 = new ProtoType110Car("警A0001");
	_110Car_1->printfInfo();
	std::cout << "对象1地址：" << _110Car_1 << std::endl;

	for (size_t i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::cout << std::endl;
	}
	
	//深拷贝
	std::cout << "------------------深拷贝------------------" << std::endl;
	ProtoTypeVehicle *_110Car_2 = _110Car_1->clone();
	_110Car_2->reName("警A0002");
	_110Car_2->printfInfo();
	std::cout << "对象地址：" << _110Car_2 << std::endl;

	for (size_t i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::cout << std::endl;
	}

	//浅拷贝
	std::cout << "------------------浅拷贝------------------" << std::endl;
	ProtoTypeVehicle *_110Car_3 = _110Car_1;
	_110Car_3->reName("警A0003");
	_110Car_3->printfInfo();
	std::cout << "对象3地址：" << _110Car_3 << std::endl;

	_110Car_1->printfInfo();

	for (size_t i = 0; i < 3; i++)
	{
		std::cout << std::endl;
	}

	delete _110Car_1;
	_110Car_1 = NULL;

	delete _110Car_2;
	_110Car_2 = NULL;

	//system("pause");
	return 0;
}

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

• 浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
• 深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。