[C++][设计模式][原型模式]详细讲解
创始人
2025-01-16 06:03:27
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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

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
    请添加图片描述

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

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(); 	} }; 

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