设计模式：原型模式（C++）

杰_happy2025-06-19 22:45

概述

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式之一。

这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

类图

<<interface>> Prototype Prototype* clone() Person Person* clone() Animal Animal* clone()

以下为 C++ 代码原型的实现方式，与其他（PHP、Java）等不同。例：

cpp 复制代码

class Prototype {
public:
    ~Prototype() {}
    virtual Prototype* clone() = 0;
}
class Person : public Prototype {
    Person* clone() {
        return new Person(*this);
    }
}
class Animal : public Prototype {    
    Animal* clone() {
        return new Animal(*this);
    }
}

C++ 代码，父类 Prototype 通过纯虚函数 clone() 进行派生类对象的复制。父类中 clone() 函数的返回值为Prototype*，而子类为 Person*，Animal*，利用了 C++ 的协变特性。

c++ 复制代码

Prototype* p = new Person();
// 此返回值为 Prototype*
p->clone();

Person* p2 = new Person();
// 此返回值为 Person*
p2->clone();