设计模式---对象创建模式之原型模式(prototype)
一:概念
原型模式(Prototype Pattern) 实际上就是动态抽取当前对象运行时的状态
Prototype模式是一种对象创建型模式,它采取复制原型对象的方法来创建对象的实例。使用Prototype模式创建的实例,具有与原型一样的数据。 )由原型对象自身创建目标对象。也就是说,对象创建这一动作发自原型对象本身。 )目标对象是原型对象的一个克隆。也就是说,通过Prototype模式创建的对象,不仅仅与原型对象具有相同的结构,还与原型对象具有相同的值。 )根据对象克隆深度层次的不同,有浅度克隆与深度克隆。
适用情况: 一个复杂对象,具有自我复制功能,统一一套接口。 对于对象比较复杂,每创建一次new 都会浪费好多的资源和时间 且在初始化的信息不发生变化的前提下 克隆是最好的办法,
二: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,但是他们却拥有着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?
原型模式也是属于对象创建模式,它用来处理某些结构复杂对象的创建工作,这也是与工厂模式最大的区别。
如果我们要创建的对象比较简单的话,使用工厂模式new一下就可以了,但是当对象比较复杂,它的初始状态不是我们最想用的时候,我们可以调用拷贝构造函数来深拷贝某个比较符合我们要求的对象。当然所谓的复杂是相对而言的,应当根据实际情况确定。
三:代码讲解
(一)原代码
//抽象类
class ISplitter{
public:
virtual void split()=;
virtual ~ISplitter(){}
}; //工厂基类
class SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter()=;
virtual ~SplitterFactory(){}
};
//具体类
class BinarySplitter : public ISplitter{ }; class TxtSplitter: public ISplitter{ }; class PictureSplitter: public ISplitter{ }; class VideoSplitter: public ISplitter{ }; //具体工厂
class BinarySplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new BinarySplitter();
}
}; class TxtSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new TxtSplitter();
}
}; class PictureSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new PictureSplitter();
}
}; class VideoSplitterFactory: public SplitterFactory{
public:
virtual ISplitter* CreateSplitter(){
return new VideoSplitter();
}
};
具体类和具体工厂
(二)原型模式处理:将两个类合并
1.将抽象类和抽象工厂合并
//抽象类
class ISplitter{
public:
virtual void split()=;
//通过克隆自己来创建对象
virtual ISplitter* clone()=; //CreateSplitter virtual ~ISplitter(){} };
2.将具体类和具体工厂合并
class BinarySplitter : public ISplitter{ //由原来的具体类和具体工厂合并
public:
virtual ISplitter* clone(){
return new BinarySplitter(*this); //深拷贝,将原有状态一并拷贝过去
}
};
class TxtSplitter: public ISplitter{
public:
virtual ISplitter* clone(){
return new TxtSplitter(*this);
}
}; class PictureSplitter: public ISplitter{
public:
virtual ISplitter* clone(){
return new PictureSplitter(*this);
}
}; class VideoSplitter: public ISplitter{
public:
virtual ISplitter* clone(){
return new VideoSplitter(*this);
}
};
(三)MainForm中使用
class MainForm : public Form
{
Isplitter* prototype;//原型对象 public: MainForm(Isplitter* prototype){
this->prototype=prototype;
} void Button1_Click(){
//prototype->split; 不能直接使用,原型对象是专门供你克隆的,真正使用的时候,我们要使用新的对象
ISplitter * splitter=
prototype->clone(); //克隆原型 splitter->split();
}
};
四:模式定义
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。 --《设计模式》Gof
五:类图(结构)
六:使用场景:和工厂相比
(一)当某一个对象比较复杂的时候,通常你发现他的初始状态不是最理想的,这时候有一个对象,他的状态已经达到比较好的状态的时候,我们调用一下拷贝构造函数(深克隆),将他的状态取出来,这样就达到了一个比较好的状态。
(二)而我们使用工厂模式,我们创建一个新的对象,当对象结构复杂,我们new一个新的对象后,往往需要大量的操作去达到一个较好的状态,不够灵活,所以工厂模式适用于结构不太复杂的对象。
(三)二者区别在于是否有较复杂的中间状态,而且是否希望保留某个状态
(四)一个复杂对象,具有自我复制功能,统一一套接口
七:要点总结
(一)Prototype模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型(易变类)直接的耦合关系,他同样要求这些“易变类”拥有“稳定的接口”。
(二)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。
(三)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。
像python中pickle
八:案例实现
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <string> //需要加上string,不然cout<<string对象会报错
using namespace std; class Programmer
{
public:
virtual Programmer* clone() = 0; //接口
virtual void printInfo() = ;
virtual void setJob(char *job) = ;
virtual ~Programmer(){}
}; class JavaProgrammer :public Programmer
{
private:
string name;
int age;
char* job;
public:
JavaProgrammer(string name, int age)
{
this->name = name;
this->age = age;
job = NULL;
} virtual void setJob(char *job)
{
this->job = new char[strlen(job) + ];
strcpy(this->job, job);
} virtual void printInfo()
{
cout << this->name << "\t" << this->age << endl;
if (this->job)
cout << this->job << endl;
} virtual Programmer* clone()
{
Programmer* p = new JavaProgrammer(*this); //对其中指针,只是赋值,指向同一块空间
p->setJob(this->job); //注意这一步,要做到深拷贝
return p;
} virtual ~JavaProgrammer()
{
if (this->job!=NULL)
{
delete[] this->job;
this->job = NULL;
}
}
}; void main()
{
JavaProgrammer jv1("Mark", );
jv1.setJob("java programmer");
jv1.printInfo();
Programmer* np = jv1.clone();
np->printInfo();
delete np; //保错是因为拷贝问题 system("pause");
return;
}
模拟状态,我们不对原型对象进行修改
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