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一、介绍
原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
二、应用场景
1、资源优化场景。
2、类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
3、性能和安全要求的场景。
4、通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。
5、一个对象多个修改者的场景。
6、一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
7、在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。
三、要点
与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable，重写，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。
四、样例
原型模式提供了自我复制功能，就像孙悟空拔出一根猴毛，吹口气幻化成多个猴子一样。
1、创建抽象原型
#// prototype.h
#ifndef PROTOTYPE_H
#define PROTOTYPE_H
class Monkey
{
public:
Monkey(){}
virtual ~Monkey(){}
virtual Monkey* Clone() = 0; // 克隆
virtual void Play() = 0; // 玩耍
};
#endif
2、创建具体原型
// concrete_prototype.h
#ifndef CONCRETE_PROTOTYPE_H
#define CONCRETE_PROTOTYPE_H
#include "prototype.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SunWuKong :public Monkey
{
public:
SunWuKong(string name){ m_strName = name; }
~SunWuKong(){}
// 拷贝构造函数
SunWuKong(const SunWuKong ¬her)
{
m_strName = other.m_strName;
}
Monkey* Clone()
{
// 调用拷贝构造函数
return new SunWuKong(*thhis);
}
void Play()
{
cout << m_strName << "play Golden-Hoop-Stick" << endl;
}
private:
string m_strName;
};
#endif
3、创建客户端
// main.cpp
#include "concrete_prototype.h"
#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){ delete(p); (p) = NULL; } }
#endif
int main()
{
Monkey *pSWK = new SunWuKong("Qi Tian Da Sheng");
Monkey *pSWK1 = pSWK->Clone();
Monkey *pSWK2 = pSWK->Clone();
pSWK1->Play();
pSWK2->Play();
SAFE_DELETE(pSWK1);
SAFE_DELETE(pSWK2);
SAFE_DELETE(pSWK);
getchar();
return 0;
}
输出：
Qi Tian Da Sheng play Golden - Hoop - Stick
Qi Tian Da Sheng play Golden - Hoop - Stick
五、优缺点
优点： 1、性能提高。 2、逃避构造函数的约束。
缺点： 1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。 2、必须实现 Cloneable 接口。