【C++ 设计模式】5.原型模式

• 原型模式：一种创建型设计模式

• 应用场景：

  一个基类，有很多派生类，在实际开发中，经常会使用一个基类指针，将其指向不同派生类的实例，以实现多态。
  之后经过很长的业务操作之后，需要一个该派生类对象的拷贝，但此时会遇到一个问题，如果将该指针解引用后传入拷贝构造函数，new时是需要确定对象类型的，但由于C++没有反射机制，此时对象的实际类型可能会很难或无法确定，所以原型模式登场了。

  举例：

  有一个果汁的抽象类和各品种果汁的实现类，我们使用了一个果汁类的基类指针指向了一个派生的葡萄汁实例。在过了很久很久之后，需要创建一份该指针所指向果汁的拷贝，但此时单纯通过这个基类指针是没有办法确定该果汁的品种的，所以我们需要每个品种的果汁类都能提供一个方法，用以获得该品种果汁的拷贝。

• 实现方式：

  首先，在基类中添加一个用于派生类拷贝的纯虚函数Clone()，每个想要被实例化的派生类都需要去实现该方法。
  然后，为了使用户（其他开发人员）能够通过该方法获得当前派生类对象的拷贝，在该方法中调用自身类的拷贝构造函数。
  最后，将自身（*this）传入拷贝构造函数。

• 优点：
  无需确定基类指针所指向的对象类型，即可获得相同类型的实例，提高了创建效率。

• 缺点：
  每个派生类都需要实现Clone()方法，增加了代码量。

以下是原型模式的简易代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

//果汁的抽象类
class Juice
{
public:
    virtual Juice* Clone() = 0; // 用于对象类型拷贝
    virtual void Show() = 0; // 验证果汁类型
};

//派生类
class OrangeJuice : public Juice
{
public:
    virtual Juice* Clone()
    {
        return new OrangeJuice(*this); // 返回当前对象类型的拷贝
    }

    virtual void Show()
    {
        cout << "Orange Juice" << endl;
    }
};

class LemonJuice : public Juice
{
public:
    virtual Juice* Clone()
    {
        return new LemonJuice(*this);
    }

    virtual void Show()
    {
        cout << "Lemon Juice" << endl;
    }
};

class AppleJuice : public Juice
{
public:
    virtual Juice* Clone()
    {
        return new AppleJuice(*this);
    }

    virtual void Show()
    {
        cout << "Apple Juice" << endl;
    }
};

主函数中的使用

#include <iostream>
#include "prototype.h"
using namespace std;
int main()
{
    Juice* pJuice = new AppleJuice(); // 基类指针指向派生类对象
    pJuice->Show();
    /*
     * 经过/传递了很久很久之后
     * 以至于忘记了或难以确定
     * 该基类指针所指向的对象具体类型
     */
    Juice* pNewJuice = pJuice->Clone(); // 获取拷贝对象
    pNewJuice->Show();
    return 0;
}

控制台输出结果

Apple Juice
Apple Juice