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

 

[cpp]  view plain copy

1. #ifndef PROTOTYPE_H  
2. #define PROTOTYPE_H  
3.   
4. // 虚拟基类，所有原型的基类，提供Clone接口函数  
5.   
6.   
7. class Prototype  
8. {  
9. public:  
10.     prototype(){}  
11.     virtual ~Prototype(){}  
12.   
13.     virtual Prototype *Clone() = 0;  
14. };  
15.   
16.   
17.   
18. // 派生自Prototype，实现Clone方法  
19. class ConcreatePrototype1:public Prototype  
20. {  
21. public:  
22.     ConcreatePrototype1();  
23.     ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&);  
24.     virtual ~ConcreatePrototype1();  
25.   
26.     virtual Prototype* Clone();  
27. };  
28.   
29. // 派生自Prototype,实现Clone方法  
30. class ConcreatePrototype2:public Prototype  
31. {  
32. public:  
33.     ConcreatePrototype2();  
34.     ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&);  
35.     virtual ~ConcreatePrototype1();  
36.   
37.     virtual Prototype* Clone();  
38. };  
39.   
40. #endif  

 （2）Prototype.cpp

 

[cpp]  view plain copy

1. #include "Prototype.h"  
2. #include <iostream>  
3.   
4. ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1()  
5. {  
6.     std::cout << "construction of ConcreatePrototype1\n";  
7. }  
8.   
9.   
10. ConcreatePrototype1::~ConcreatePrototype1()  
11. {  
12.     std::cout << "destruction of ConcreatePrototype1\n";  
13. }  
14.   
15. ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&)  
16. {  
17.     std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype1\n";  
18. }  
19.   
20. Prototype* ConcreatePrototype1::Clone()  
21. {  
22.     return new ConcreatePrototype1(*this);  
23. }  
24.   
25.   
26.   
27. ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2()  
28. {  
29.     std::cout << "construction of ConcreatePrototype2\n";  
30. }  
31.   
32.   
33. ConcreatePrototype2::~ConcreatePrototype2()  
34. {  
35.     std::cout << "destruction of ConcreatePrototype2\n";  
36. }  
37.   
38. ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&)  
39. {  
40.     std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype2\n";  
41. }  
42.   
43. Prototype* ConcreatePrototype2::Clone()  
44. {  
45.     return new ConcreatePrototype2(*this);  
46. }  

（3）main.cpp

[cpp]  view plain copy

1. #include "Prototype.h"  
2. #include <stdio.h>  
3.   
4.   
5.   
6. int main()  
7. {  
8.     Prototype* pPrototype1 = new ConcreatePrototype1();  
9.     Prototype* pPrototype2 = pPrototype1->Clone();  
10.   
11.     Prototype* pPrototype3 = new ConcreatePrototype2();  
12.     Prototype* pPrototype4 = pPrototype3->Clone();  
13.   
14.     delete pPrototype1;  
15.     delete pPrototype2;  
16.     delete pPrototype3;  
17.     delete pPrototype4;  
18. }