创建型设计模式-原型模式示例记录
1. 背景
最近梳理项目模块代码，其中部分模块和工具涉及一些设计模式，画了一些相关的流程图和草图。重新打开极客时间里设计模式课程，通过示例(C++)加强一些体感。
2. 23种设计模式简要说明
这里说明原型模式
3. 原型模式(Prototype Pattern)
如果对象的创建成本比较大，而同一个类的不同对象之间差别不大（大部分字段都相同），在这种情况下，我们可以利用对已有对象（原型）进行复制（或者叫拷贝）的方式来创建新对象，以达到节省创建时间的目的。这种基于已有对象来创建对象的方式就叫作原型设计模式（Prototype Design Pattern），简称原型模式。
tips：有别于 Java、C++ 等基于类的面向对象编程语言，JavaScript 是一种基于原型的面向对象编程语言。
3.1. 特点和应用场景
特点：
- 由原型对象自身创建目标对象：对象创建的动作发自原型对象本身。
- 目标对象是原型对象的一个克隆：通过原型模式创建的对象，不仅与原型对象具有相同的结构，还具有相同的值。
- 浅克隆与深克隆：根据对象克隆深度层次的不同，有浅克隆（只复制对象的浅层数据结构和引用，不复制对象引用的对象）与深克隆（复制对象的所有层次，包括对象引用的对象）。
应用场景：
- 需要创建大量相似对象：避免重复的初始化，提高对象的创建效率。
- 创建对象的过程复杂：需要多次初始化不同的属性时，使用原型模式可以简化对象的创建过程。
- 需要动态地改变对象的属性：通过克隆来创建新的对象，避免修改原有对象的属性。
- 系统需要保护对象的状态：创建对象的副本进行操作，不影响原对象的状态。
3.2. 示例
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#include <iostream>
#include <string>
#include <memory> // 用于智能指针
// 抽象原型类
class Prototype {
public:
virtual ~Prototype() {}
// 声明克隆接口为纯虚函数
virtual std::unique_ptr<Prototype> clone() const = 0;
// 其他成员函数...
void setSomeValue(const std::string& value) {
someValue = value;
}
std::string getSomeValue() const {
return someValue;
}
private:
std::string someValue;
};
// 具体原型类
class ConcretePrototype : public Prototype {
public:
ConcretePrototype(const std::string& value) { setSomeValue(value); }
// 实现克隆接口
std::unique_ptr<Prototype> clone() const override {
// 使用new来动态分配内存，并包装在unique_ptr中
return std::unique_ptr<ConcretePrototype>(new ConcretePrototype(*this));
}
// 可能还需要其他成员函数...
};
// 使用原型模式的示例
int main() {
// 使用智能指针来管理Prototype对象的生命周期
// std::unique_ptr<Prototype> proto = std::make_unique<ConcretePrototype>("Hello, Prototype!");
// 注意：std::make_unique是C++14引入的，C++11中需要直接使用new
// 如果编译器不支持std::make_unique，可以这样写：
std::unique_ptr<Prototype> proto(new ConcretePrototype("Hello, Prototype!"));
std::cout << "Original: " << proto->getSomeValue() << std::endl;
// 使用原型克隆新对象
std::unique_ptr<Prototype> cloned = proto->clone();
std::cout << "Cloned: " << cloned->getSomeValue() << std::endl;
// 不需要手动delete，因为智能指针会自动管理内存
// 如果需要修改克隆对象的值
cloned->setSomeValue("Modified Clone");
std::cout << "Modified Cloned: " << cloned->getSomeValue() << std::endl;
// 原始对象的值并未改变
std::cout << "Original Still: " << proto->getSomeValue() << std::endl;
return 0;
}
g++ prototype.cpp -std=c++11
4. 小结
1、通过示例介绍了原型模式
5. 参考
2、GPT
