《大話設計模式》解讀06-原型模式

上篇文章，介紹了《大話設計模式》的第8章——工廠方法。

本篇，來介紹《大話設計模式》的第9章——原型模式。并通過C++代碼實現(xiàn)實例代碼的功能。

1 原型模式

原型模式（Prototype）：用原型實例指定創(chuàng)建對象的種類，并且通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對象。

原型模式的類圖如下：

Client：讓一個原型克隆自身從而創(chuàng)建一個新的對象Prototype：原型類，聲明一個克隆自身的接口ConcreatePrototype：具體原型類，實現(xiàn)一個克隆自身的操作

2 實例

背景：書中小故事，小菜要去找工作，準備了很厚一疊簡歷，大鳥在感慨他那時找工作的時候，都是手寫簡歷，現(xiàn)在印簡歷就像印草紙一樣，由此聯(lián)想到代碼中的復制粘貼。

題目：用代碼的形式來實現(xiàn)簡歷類的功能，要求必須要有姓名，可以設置性別和年齡，可以設置工作經歷，最終需要寫三份簡歷。

2.1 版本一：單一簡歷類

版本一的實現(xiàn)比較簡單，僅設計一個簡歷類。

2.1.1 簡歷類

簡歷類的實現(xiàn)如下：

簡歷類構造時傳入姓名作為參數(shù)調用設置個人信息方法SetPersonalInfo，可設置性別和年齡調用設置工作經歷方法SetWorkExperience，可設置工作時間與工作的公司調用顯示方法Display，可顯示簡歷的完整內容

// 簡歷類
class Resume
{
public:
    Resume(std::string name)
    {
        m_name = name;
    }
    
    // 設置個人信息
    void SetPersonalInfo(std::string sex, int age)
    {
        m_sex  = sex;
        m_iAge = age;
    }    
    
    // 設置工作經歷
    void SetWorkExperience(std::string timeArea, std::string company)
    {
        m_timeArea = timeArea;
        m_company  = company;
    }  
    
    // 顯示
    void Display()
    {
        printf("%s %s %dn", m_name.c_str(), m_sex.c_str(), m_iAge);
        printf("工作經歷：%s %sn", m_timeArea.c_str(), m_company.c_str());
    }

private:
    std::string m_name;
    std::string m_sex;
    int         m_iAge;
    std::string m_timeArea;
    std::string m_company;
};

2.1.2 主函數(shù)

首先，實例化三份簡歷，并分別設置具體的內容，

然后，就可以調用展示接口來顯示出來了。

int main()
{
    // 實例化三份簡歷
    Resume a = Resume("大鳥");
    a.SetPersonalInfo("男", 29);
    a.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    Resume b = Resume("大鳥");
    b.SetPersonalInfo("男", 29);
    b.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    Resume c = Resume("大鳥");
    c.SetPersonalInfo("男", 29);
    c.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    // 顯示出來
    a.Display();
    b.Display();
    c.Display();
    
    return 0;
}

代碼運行效果如下：

下面來看版本二。

2.2 版本二：原型模式

版本二，使用原型模型，設計了一個簡歷原型類，定義了簡歷所具有的基本信息及接口，簡歷類則繼承簡歷原型類，

另外，工作經歷設計為一個單獨類，通過組合方式，作為簡歷類的一部分。

注1：書中代碼使用的C#，C#中有MemberwiseClone方法進行拷貝，而C++中無此方法，因此需要重新實現(xiàn)一個Clone方法。

注2：對對象進行拷貝時，會涉及到淺拷貝與深拷貝的概念，而MemberwiseClone方法對于引用類型的對象，復制的是引用而不是復制對象，這樣就會帶來修改了復制后的對象，原對象也會被修改。因此，書中例子講工作經歷單獨拎出來作為一個類，拷貝簡歷時，簡歷中的工作經歷將為引用類型，以此來對比演示淺拷貝帶來的影響。解決方法就是改為深拷貝，在工作經歷類的內部也實現(xiàn)一個Clone方法。

2.2.1 工作經歷類、簡歷原型類與簡歷類

這里需要實現(xiàn)三個類：

工作經歷類：作為簡歷的一部分，實現(xiàn)工作時間與對應的工作公司的信息，并提供克隆接口簡歷原型類：一個抽象類，定義了簡歷所具有的基本信息及接口，并提供克隆接口，實現(xiàn)簡歷克隆簡歷類：繼承簡歷原型類，并實現(xiàn)簡歷原型中定義的方法

// 工作經歷
class WorkExperience
{
public:
    WorkExperience() {}
    ~WorkExperience(){}
    
    WorkExperience(WorkExperience *work)
    {
        this->m_timeArea = work->m_timeArea;
        this->m_company  = work->m_company;
    }
    
    // 設置/獲取工作時間
    void SetWorkTiemArea(std::string timeArea)
    {
        m_timeArea = timeArea;
    }  
    
    std::string GetWorkTiemArea()
    {
        return m_timeArea;
    }
    
    // 設置/獲取工作公司
    void SetWorkCompany(std::string company)
    {
        m_company  = company;
    }
    
    std::string GetWorkCompany()
    {
        return m_company;
    } 
    
    // Clone
    WorkExperience *Clone()
    {
        return new WorkExperience(this);
    } 
    
private:
    std::string m_timeArea;
    std::string m_company;
};

// 簡歷原型類
class Prototype
{
public:
    virtual void SetPersonalInfo(std::string sex, int age) = 0;
    virtual void Display() = 0;
    virtual Prototype *Clone() = 0;
    
protected:
    std::string m_name;
    std::string m_sex;
    int         m_iAge;    
    std::string m_timeArea;
    std::string m_company;
};

// 簡歷類
class Resume : public Prototype
{
public:
    Resume(std::string name)
    {
        m_name  = name;
        m_pWork = new WorkExperience();
    }
    
    ~Resume()
    {
        if (m_pWork)
        {
            delete m_pWork;
        }
    }
    
    // 設置個人信息
    void SetPersonalInfo(std::string sex, int age)
    {
        m_sex  = sex;
        m_iAge = age;
    }   
     
    // 設置工作經歷
    void SetWorkExperience(std::string timeArea, std::string company)
    {
        m_pWork->SetWorkTiemArea(timeArea);
        m_pWork->SetWorkCompany(company);
    }  
    
    // 顯示
    void Display()
    {
        printf("%s %s %dn", m_name.c_str(), m_sex.c_str(), m_iAge);
        printf("工作經歷：%s %sn", m_pWork->GetWorkTiemArea().c_str(), m_pWork->GetWorkCompany().c_str());
    }
    
    Resume *Clone()
    {
        Resume *pClone = new Resume(m_name);
        pClone->SetPersonalInfo(m_sex, m_iAge);
        return pClone;
    }
    
private:
    WorkExperience *m_pWork;
};

2.2.2 主函數(shù)

首先，實例化了一個簡歷A，并設置一些基礎信息。

然后，通過克隆的方式，產生簡歷B與簡歷C，并對簡歷B與簡歷C進行個性化修改。

最后，調用顯示接口顯示簡歷的內容。

int main()
{
    // 實例化三份簡歷
    Resume a = Resume("大鳥");
    a.SetPersonalInfo("男", 29);
    a.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    Resume *b = a.Clone();
    b->SetWorkExperience("2018-2021", "YY公司");
    
    Resume *c = a.Clone();
    c->SetPersonalInfo("男", 24);
    c->SetWorkExperience("2018-2022", "ZZ公司");
    
    // 顯示出來
    a.Display();
    b->Display();
    c->Display();
    
    delete b;
    delete c;
      
    return 0;
}

代碼運行效果如下：

原型模式的主要特點在于設計了一個克隆方法，通過克隆，將當前對象的當前狀態(tài)做一個拷貝，形成一個新的對象，注意體會這里的“當前狀態(tài)”，它不是初始狀態(tài)，而是在程序運行到某一時刻時其內部屬性的最新狀態(tài)。

總結

本篇介紹了設計模式中的原型模式，并通過簡歷編寫的實例，使用C++編程，來演示原型模式的使用。

文章推薦

《大話設計模式》解讀01-簡單工廠模式

《大話設計模式》解讀02-策略模式

《大話設計模式》解讀03-裝飾模式

《大話設計模式》解讀05-工廠方法