常见设计模式解析和实现（C++）Prototype模式（原型模式）

作用：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

UML结构图：

抽象基类：

1）  Prototype:虚拟基类，所有原型的基类，提供Clone接口函数

接口函数：

1）  Prototype::Clone函数：纯虚函数，根据不同的派生类来实例化创建对象。

解析：

Prototype模式其实就是常说的“虚拟构造函数”的一个实现，C++的实现机制中并没有支持这个特性，但是通过不同派生类实现的Clone接口函数可以完成与“虚拟构造函数”同样的效果。举一个例子来解释这个模式的作用，假设有一家店铺是配钥匙的，他对外提供配钥匙的服务（提供Clone接口函数），你需要配什么钥匙它不知道只是提供这种服务，具体需要配什么钥匙只有到了真正看到钥匙的原型才能配好。也就是说，需要一个提供这个服务的对象，同时还需要一个原型（Prototype），不然不知道该配什么要的钥匙。

实现：

1）Prototype.h

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1. #ifndef PROTOTYPE_H
2. #define PROTOTYPE_H
3. // 虚拟基类，所有原型的基类，提供Clone接口函数
4. class Prototype
5. {
6. public:
7. prototype(){}
8. virtual ~Prototype(){}
9. virtual Prototype *Clone() = 0;
10. };
11. // 派生自Prototype，实现Clone方法
12. class ConcreatePrototype1:public Prototype
13. {
14. public:
15. ConcreatePrototype1();
16. ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&);
17. virtual ~ConcreatePrototype1();
18. virtual Prototype* Clone();
19. };
20. // 派生自Prototype,实现Clone方法
21. class ConcreatePrototype2:public Prototype
22. {
23. public:
24. ConcreatePrototype2();
25. ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&);
26. virtual ~ConcreatePrototype1();
27. virtual Prototype* Clone();
28. };
29. #endif

（2）Prototype.cpp

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1. #include "Prototype.h"
2. #include <iostream>
3. ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1()
4. {
5. std::cout << "construction of ConcreatePrototype1\n";
6. }
7. ConcreatePrototype1::~ConcreatePrototype1()
8. {
9. std::cout << "destruction of ConcreatePrototype1\n";
10. }
11. ConcreatePrototype1::ConcreatePrototype1(const ConcreatePrototype1&)
12. {
13. std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype1\n";
14. }
15. Prototype* ConcreatePrototype1::Clone()
16. {
17. return new ConcreatePrototype1(*this);
18. }
19. ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2()
20. {
21. std::cout << "construction of ConcreatePrototype2\n";
22. }
23. ConcreatePrototype2::~ConcreatePrototype2()
24. {
25. std::cout << "destruction of ConcreatePrototype2\n";
26. }
27. ConcreatePrototype2::ConcreatePrototype2(const ConcreatePrototype2&)
28. {
29. std::cout << "copy construction of ConcreatePrototype2\n";
30. }
31. Prototype* ConcreatePrototype2::Clone()
32. {
33. return new ConcreatePrototype2(*this);
34. }

（3）main.cpp

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1. #include "Prototype.h"
2. #include <stdio.h>
3. int main()
4. {
5. Prototype* pPrototype1 = new ConcreatePrototype1();
6. Prototype* pPrototype2 = pPrototype1->Clone();
7. Prototype* pPrototype3 = new ConcreatePrototype2();
8. Prototype* pPrototype4 = pPrototype3->Clone();
9. delete pPrototype1;
10. delete pPrototype2;
11. delete pPrototype3;
12. delete pPrototype4;
13. }