[C++][设计模式][原型模式]详细讲解

1.动机

• 在软件系统中，经常面临这“某些结构复杂的对象”的创建工作；由于需求的变化，这些对象经常面临着剧烈的变化，但是它们却拥有比较稳定一致的接口
• 如何应对这种变化？如何向“客户程序(使用这些对象的程序)”隔离出“这些易变对象”，从而使得依赖这些”易变对象“的客户程序不随着需求改变而改变

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  2.模式定义

  • 定义：使用原型实例指定创建对象的种类，然后通过拷贝这些原型来创建新的对象
  • 结构

    

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    3.要点总结

    • Prototype模式同样用于隔离对象的使用者和具体类型(易变类)之间的耦合关系，它同样要求这些“易变类”拥有稳定的接口
    • Prototype模式对于**“如何创建易变类的实体对象“采用”原型克隆“的方法来做**， 它使得我们可以非常灵活地动态创建”拥有某些稳定接口“的新对象 —— 所需工作仅仅是注册一个新类的对象(即原型)， 然后在任何需要的地方Clone
    • Prototype模式中的Clone方法可以利用某些框架中的序列化来实现深拷贝
    • 优点
      • 可以克隆对象，而无需与他们所属的具体类相耦合
      • 可以克隆预生成原型，避免反复运行初始化代码
      • 可以更方便地生成复杂对象
      • 可以用继承以外的方式来处理复杂对象的不同配置
      • 缺点：
        • 需要为每一个类都配置一个clone方法
        • clone方法位于类的内部，当对已有类进行改造时，需要修改代码，违背了开闭原则
        • 当进行深拷贝的时候，需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现复杂
        • 适用场景
          • 对象之间相同或相似，及只是个别的几个属性不同时
          • 创建对象成本较大，例如初始化时间长，占用CPU太多，或者占用网络资源太多，需要优化资源
          • 创建一个对象需要频繁的数据准备或访问权限等，需要提高性能或者提高安全性
          • 系统中大量使用该类对象，且各个调用者都需要给它的属性重新赋值

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            4.代码感受

            1.Prototype.cpp

            // 抽象类
            class ISplitter
            {
            public:
                virtual void split() = 0;
                virtual ISplitter* clone() = 0; // 通过克隆自己来创建对象
                
                virtual ~ISplitter(){}
            };
            

            2.ConcretePrototype.cpp

            // 具体类
            class BinarySplitter : public ISplitter
            {
            public:
                virtual ISplitter* clone()
                {
                    return new BinarySplitter(*this); // 调用拷贝构造
                }
            };
            class TxtSplitter: public ISplitter
            {
            public:
                virtual ISplitter* clone()
                {
                    return new TxtSplitter(*this); // 调用拷贝构造
                }
            };
            class PictureSplitter: public ISplitter
            {
            public:
                virtual ISplitter* clone()
                {
                    return new PictureSplitter(*this); // 调用拷贝构造
                }
            };
            class VideoSplitter: public ISplitter
            {
            public:
                virtual ISplitter* clone()
                {
                    return new VideoSplitter(*this); // 调用拷贝构造
                }
            };
            

            3.Client.cpp

            class MainForm : public Form
            {
                ISplitter*  prototype; // 原型对象
            public:
                
                MainForm(ISplitter* prototype)
                {
                    this->prototype = prototype;
                }
                
            	void Button1_Click()
                {
            		ISplitter* splitter=
                        prototype->clone(); // 克隆原型
                    
                    splitter->split();
            	}
            };