C++设计模式：原型模式（八）

1、定义与动机

• 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。

• 动机：

  • 在软件系统中，经常面临着“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直的接口
  • 如何应对这种变化？如何向“客户程序（使用这些对象的程序）”隔离处“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？

• 个人理解：当一个类对象创建复杂、或者需要当前状态且当前状态这个对象又不允许被破坏的情况下，为了重复利用就可以考虑使用原型模式来clone一个对象。

2、原型模式

• 将工厂模式可以改装成一个原型模式，通过调用clone方法创建一个新的对象。
• 原型模式的核心是深拷贝的拷贝构造
• 然后再过新创建的对象来执行指定的工作

class ISplitter{
public:
    virtual void split() = 0;
    virtual ISplitter* clone() = 0;
    virtual ~ISplitter(){}
};
class VideoSplitter: ISplitter{
private:
    int* value;
public:
    VideoSplitter(){

    }
    virtual void split() override{
        // ...
    }
    virtual ISplitter* clone() override{
        return new VideoSplitter(*this);
    }
    VideoSplitter(const VideoSplitter& v){
        // 深拷贝构造函数
        // ....
        this->value = new int(*(v.value));
        // ....
    }
    ~VideoSplitter(){
        delete value;
        value = nullptr;
    }
};
class FileSplitter: public ISplitter{
private:
    int* value;
public:
    virtual void split() override{
        // ...
    }
    virtual ISplitter* clone() override{
        return new FileSplitter(*this);
    }
};
class MainForm: public Form{
private:
    ISplitter *prototype;
public:
    MainForm(ISplitter *iSplitter): prototype(iSplitter){

    }
    void button_event(){
        ISplitter* splitter = prototype->clone();
        splitter->split(...);
        delete splitter;
        splitter = nullptr;
    }
};

void process()
{
    MainForm* mainForm = new MainForm(new FileSplitter());
    mainForm->button_event();
}

3、总结

• Prototype模式同样用于隔离类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模式用于“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心累的对象（即原型），然后再任何需要的地方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，例如Java语言；C++中一般采用拷贝构造函数进行深拷贝。