07-原型模式-C语言实现

原型模式： Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance,and create new objects by copying this prototype.（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图：

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 原型接口
typedef struct {
    void* (*clone)(void*);
} Prototype;

// 具体原型类
typedef struct {
    Prototype prototype;
    char* name;
    int age;
} ConcretePrototype;

void* ConcretePrototype_clone(void* obj) {
    ConcretePrototype* self = (ConcretePrototype*)obj;
    ConcretePrototype* clone = malloc(sizeof(ConcretePrototype));
    memcpy(clone, self, sizeof(ConcretePrototype));
    clone->name = malloc(strlen(self->name) + 1);
    strcpy(clone->name, self->name);
    return clone;
}

ConcretePrototype createConcretePrototype(char* name, int age) {
    ConcretePrototype prototype;
    prototype.prototype.clone = ConcretePrototype_clone;
    prototype.name = malloc(strlen(name) + 1);
    strcpy(prototype.name, name);
    prototype.age = age;
    return prototype;
}

int main() {
    ConcretePrototype prototype = createConcretePrototype("Alice", 25);
    ConcretePrototype* clone = prototype.prototype.clone(&prototype);

    printf("Name: %s, Age: %d\n", clone->name, clone->age);

    free(clone->name);
    free(clone);

    return 0;
}

在上面的示例代码中，首先定义了原型接口Prototype，其中包含了一个克隆函数指针。然后定义了具体原型类ConcretePrototype，它实现了原型接口中的克隆函数。

接着在main函数中，创建了一个具体原型对象prototype，然后通过克隆函数创建了一个新的对象clone，最后输出了新对象的属性。

原型模式的优点：

1. 可以动态克隆对象，减少了对象创建过程中的时间和资源消耗。

2. 可以隐藏对象创建细节，使用户无需关心对象的创建方式。

3. 可以为使用者提供更加灵活的对象创建方式。

原型模式的缺点：

1. 需要深度复制对象的所有属性，包括引用类型的属性，否则会出现浅拷贝导致的问题。

2. 如果对象有循环引用，则需要特殊处理。

适用场景：

1. 对象的创建过程比较复杂或耗时，需要缩短对象创建时间。

2. 对象的创建方式比较固定，但是需要某些属性进行个性化设置。

3. 对象的构造函数是私有的，不能直接调用，但又需要复制该对象。