创建型模式之原型模式

一、概述

1、工作原理：将一个原型对象传给要发动创建的对象(即客户端对象),这个要发动创建的对象通过请求原型对象复制自己来实现创建过程

2、通过克隆方法所创建的对象是全新的对象 ，它们在内存中拥有新的地址，每一个克隆对象都是独立的

3、核心思想：是通过复制现有对象的原型来创建对象，而不是通过实例化来创建对象。

二、原型模式的结构

原型模式包含以下3个角色

（1）Prototype（抽象原型类）

（2）ConcretePrototype(具体原型类）

（3）Client（客户类）

三、浅克隆与深克隆

1、浅克隆： 当原型对象被复制时，只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员变量并没有复制

2、深克隆： 除了对象本身被复制外，对象所包含的所有成员变量也将被复制

四、模式优点

1、简化对象的创建过程 ，通过复制一个已有实例可以提高新实例的创建效率

2、扩展性较好

3、提供了简化的创建结构，原型模式中产品的复制是通过封装在原型类中的克隆方法实现的，无须专门的工厂类来创建产品

五、模式缺点

1、需要为每一个类配备一个克隆方法 ，而且该克隆方法位于一个类的内部，当对已有的类进行改造时，需要修改源代码，违背了开闭原则

2、在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来可能会比较麻烦、

六、原型模式示例代码

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
class Prototype
{
public:
	virtual Prototype* clone() const = 0;
	virtual void showInfo() const = 0;
};

class Car : public Prototype
{
public:
	Car(const string& make, const string& model, int year)
		: m_make(make)
		, m_model(model)
		, m_year(year)
	{
	}

	void showInfo() const override
	{
		cout << m_year << " " << m_make << " " << m_model << endl;
	}

protected:
	Prototype* clone() const override
	{
		return new Car(m_make, m_model, m_year);
	}

private:
	string m_make;
	string m_model;
	int m_year;
};

class PrototypeFactory
{
public:
	Prototype* getPrototype(const string& type)
	{
		return m_prototypes[type]->clone();
	}

	void addPrototype(const string& type, Prototype* prototype)
	{
		m_prototypes[type] = prototype;
	}
private:
	map<string, Prototype*> m_prototypes;
};

int main()
{
	PrototypeFactory factory;

	Car* carPrototype = new Car("Honda", "Accord", 2024);
	factory.addPrototype("Car", carPrototype);

	Prototype* cloneCar = factory.getPrototype("Car");
	carPrototype->showInfo();
	cloneCar->showInfo();
	return 0;
}