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【设计模式之原型模式】– C++

news 2025/8/10 23:55:09

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：

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。
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：

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。
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 <iostream>
#include <string>
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;
}