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
plaincopy

#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



[cpp] view
plaincopy

#include "Prototype.h"

#include <iostream>



ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1()

{

std::cout << "construction of ConcreatePrototype1\n";

}





ConcreatePrototype1::~ConcreatePrototype1()

{

std::cout << "destruction of ConcreatePrototype1\n";

}



ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&)

{

std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype1\n";

}



Prototype* ConcreatePrototype1::Clone()

{

return new ConcreatePrototype1(*this);

}







ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2()

{

std::cout << "construction of ConcreatePrototype2\n";

}





ConcreatePrototype2::~ConcreatePrototype2()

{

std::cout << "destruction of ConcreatePrototype2\n";

}



ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&)

{

std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype2\n";

}



Prototype* ConcreatePrototype2::Clone()

{

return new ConcreatePrototype2(*this);

}

（3）main.cpp

[cpp] view
plaincopy

#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;

}