原型模式概述

原型模式（Prototype）定义：使用原型实例指定待创建对象的类型，并且通过复制这个原型来创建新的对象。

原型模式（Prototype）正是提供了自我复制的功能，就是说新对象的创建可以通过已有对象进行创建。在C++中，拷贝构造函数（Copy Constructor）分成浅层拷贝和深层拷贝，是系统崩溃的根源之一。

原型模式的工作原理是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。从工厂方法角度而言，创建新对象的工厂就是原型类自己。软件系统中有些对象的创建过程比较复杂，且有时需要频繁创建，原型模式通过给出一个原型对象来指明所要创建的对象的类型，然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象，这就是原型模式的意图所在。

原型模式结构

原型模式的结构包含以下几个角色：

• 抽象原型类（AbstractPrototype）：声明克隆clone自身的接口。
• 具体原型类（ConcretePrototype）：实现clone接口。
• 客户端（Client）：客户端中声明一个抽象原型类，根据客户需求clone具体原型类对象实例。

原型模式UML类图如下：

克隆的方法

（1） 浅拷贝

在浅拷贝中，如果原型对象的成员变量是值类型（如int、 double、 char等基本数据类型），将复制一份给拷贝对象；如果原型对象的成员变量是引用/指针，则将引用/指针指向的地址拷贝一份给拷贝对象，即原型对象和拷贝对象中的成员变量指向同一个地址。

（2） 深拷贝

在深拷贝中，无论原型对象中的成员变量是值类型还是指针/引用类型，都将复制一份给拷贝对象。浅拷贝和深拷贝的区别，如图所示：

代码：

// 原型模式.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class AbstractPrototype
{
public:
  AbstractPrototype() { strName = ""; }
  AbstractPrototype(string name) { strName = name; }
  virtual ~AbstractPrototype() {}
  virtual AbstractPrototype* clone() = 0;
  virtual void ReviseName(string name) { strName = name; }
  virtual void GetNameInfo() { cout << strName << endl; }
protected:
  string strName;
};
class ConcretePrototypeA : public AbstractPrototype
{
public:
  ConcretePrototypeA() {}
  ConcretePrototypeA(string name) : AbstractPrototype(name) {}
  ~ConcretePrototypeA() {}
  AbstractPrototype* clone()
  {
    ConcretePrototypeA* pType = new ConcretePrototypeA();
    pType->strName = this->strName;
    return pType;
  }
};
class ConcretePrototypeB : public AbstractPrototype
{
public:
  ConcretePrototypeB() {}
  ConcretePrototypeB(string name) : AbstractPrototype(name) {}
  ~ConcretePrototypeB() {}
  AbstractPrototype* clone()
  {
    ConcretePrototypeB* pType = new ConcretePrototypeB();
    pType->strName = this->strName;
    return pType;
  }
};
int main()
{
  //具体A克隆出B
  ConcretePrototypeA* pTypeA = new ConcretePrototypeA("ConcretePrototypeA");
  ConcretePrototypeB* pTypeB = reinterpret_cast<ConcretePrototypeB*>(pTypeA->clone());
  pTypeA->GetNameInfo();
  pTypeB->GetNameInfo();
  //具体B克隆出A
  pTypeB->ReviseName("ConcretePrototypeB");
  pTypeA = reinterpret_cast<ConcretePrototypeA*>(pTypeB->clone());
  pTypeA->GetNameInfo();
  pTypeB->GetNameInfo();
  return 0;
}