定义
原型设计模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，它通过复制已有对象来创建新对象，而不是通过构造函数。这种模式适用于需要大量相似对象的情况，避免了重复的初始化工作。
原型模式的核心思想是通过一个原型实例来生成新的对象。通常，一个类会实现一个接口，该接口定义了一个克隆方法，用于复制其自身。
应用场景
1. 对象创建成本较高：当创建对象的代价很大时，可以通过复制现有对象来减少开销。
2. 需要动态生成对象：在运行时动态生成多个相似对象，例如游戏中的角色、复杂模型等。
3. 替代构造函数：在无法确定创建对象的类时，可以使用原型模式进行对象创建。
4. 减少类的数量：通过复制对象，可以减少需要定义的类的数量，方便管理。
实例分享
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>class Prototype {public:Prototype() = default;Prototype(const std::string& name) : name_(name) {}virtual ~Prototype() = default;virtual std::unique_ptr<Prototype> clone() const = 0;virtual void show() const = 0;protected:std::string getName() const {return name_;}private:std::string name_;
};class ConcretePrototype1 : public Prototype {public:ConcretePrototype1(const std::string& name, int value1): value1_(value1), Prototype(name) {}std::unique_ptr<Prototype> clone() const override {return std::make_unique<ConcretePrototype1>(*this);}void show() const override {std::cout << "ConcretePtototype obj:" << this << " name:" << getName()<< " value:" << value1_ << std::endl;}private:int value1_;
};class ConcretePrototype2 : public Prototype {public:ConcretePrototype2(const std::string& name, int value2): value2_(value2), Prototype(name) {}std::unique_ptr<Prototype> clone() const override {return std::make_unique<ConcretePrototype2>(*this);}void show() const override {std::cout << "ConcretePtototype obj:" << this << " name:" << getName()<< " value:" << value2_ << std::endl;}private:int value2_;
};int main() {// Create a prototype object, and clone the original prototype object. Then they have the// same object address(only clone).auto ori_concrete_obj1 = std::make_unique<ConcretePrototype1>("ConcreteProtoType_01", 100);auto clone_obj1_1 = ori_concrete_obj1->clone();auto clone_obj1_2 = ori_concrete_obj1->clone();ori_concrete_obj1->show();clone_obj1_1->show();clone_obj1_2->show();/*** ConcretePtototype obj:0x55f3e65ede90 name:ConcreteProtoType_01 value:100* ConcretePtototype obj:0x55f3e65edef0 name:ConcreteProtoType_01 value:100* ConcretePtototype obj:0x55f3e65edf30 name:ConcreteProtoType_01 value:100*/clone_obj1_1 = std::make_unique<ConcretePrototype1>("Updated_ConcreteProtoType_01", 120);ori_concrete_obj1->show();clone_obj1_1->show();clone_obj1_2->show();/*** ConcretePtototype obj:0x55f3e65ede90 name:ConcreteProtoType_01 value:100* ConcretePtototype obj:0x55f3e65ee3f0 name:Updated_ConcreteProtoType_01 value:120* ConcretePtototype obj:0x55f3e65edf30 name:ConcreteProtoType_01 value:100*/return 0;
}
代码分析
1. 原型接口（Prototype）：
- 声明了一个克隆方法 `clone` 和一个显示方法 `show`。
2. 具体原型类（ConcretePrototype）：
- 实现了 `clone` 方法，返回自身的克隆（使用 `std::make_unique` 创建新的对象）。
- 实现了 `show` 方法，输出对象的名称。
3. 客户端代码（main 函数）：
- 创建了一个原型对象 `original`。
- 通过调用 `clone` 方法生成两个克隆对象 `clone1` 和 `clone2`。
- 显示原型对象及其克隆的名称。
- 修改 `clone1` 的名称并输出变化。
