原型模式（Prototype）
原型模式是一种创建型设计模式，其功能为复制一个运行时的对象，包括对象各个成员当前的值。而代码又能保持独立性。
场景
举例
假设这样一个场景，孙悟空出世，在花果山经历与猴孙的生死离别后，拜菩提老祖为师。历经多年，学的一身本领。此时的悟空拔出一个毫毛，变出一个自己。
分析
此时悟空变出的另一个自己，自然要与现在的年龄、身高、体重等多个参数一致。如果不加设计，这些代码可能散落在客户端函数。假如过了十年继续施展分身，又需重新增加这些代码。日积月累，这些终将成为晦涩而又难以维护的“一坨”。
实现
对于上述场景就有必要引入原型模式，原型模式的设计也是比较简单的。只需要在类的设计时增加一个clone接口，用于返回当前对象this指针。客户端在使用时，只需要对象的clone接口，就能拿到当前对象的各个成员值。
类图
原型模式
通过原型模式基类规范具备复制接口的子类实现。
源码
代码语言：javascript复制#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class CPrototype
{
public:
CPrototype() {}
~CPrototype() {}
virtual CPrototype* Clone() = 0;
};
class CWukong : CPrototype
{
public:
CWukong() : mAge(0), mHeightCM(100), mHair(10000), mLockRing(0), mFightCapacity (20)
{
}
CWukong(CWukong *rhs)
{
mName = rhs->mName;
mAge = rhs->mAge;
mHeightCM = rhs->mHeightCM;
mHair = rhs->mHair;
mLockRing = rhs->mLockRing;
mFightCapacity = rhs->mFightCapacity;
}
virtual ~CWukong() {}
void SetName(string value) { mName = value; }
void AddAge(int value) { mAge = value; }
void SetHeight(int value) { mHeightCM = value; }
void SetHair(int value) { mHair = value; }
void PutLockRing() { mLockRing = 1; }
void RemoveLockRing() { mLockRing = 0; }
void SetFightCapacity(int value) { mFightCapacity = value; }
string GetName() { return mName; }
int GetAge() { return mAge; }
int GetHeight() { return mHeightCM; }
int GetHair() { return mHair; }
int GetLockRing() { return mLockRing; }
int GetFightCapacity() { return mFightCapacity; }
CWukong* Clone()
{
return new CWukong(*this);
}
private:
string mName;
int mAge;
int mHeightCM;
int mHair;
bool mLockRing;
int mFightCapacity;
};
static void learn_skills(CWukong *pMonkey)
{
//After 11 years of study, Wukong's parameters change
pMonkey->SetName("Wukong.Sun");
pMonkey->AddAge(11);
pMonkey->SetHeight(150);
pMonkey->SetFightCapacity(80);
}
static void show_params(CWukong *pMonkey)
{
cout << ">> " << pMonkey->GetName() << endl;
cout << "Age: " << pMonkey->GetAge() << endl;
cout << "Height(cm): " << pMonkey->GetHeight() << endl;
cout << "Hair: " << pMonkey->GetHair() << endl;
cout << "LockRing: " << pMonkey->GetLockRing() << endl;
cout << "FightCapacity: " << pMonkey->GetFightCapacity() << endl;
cout << "n" << endl;
}
int main (int argc, char *argv[])
{
CWukong *theWukong = new CWukong();
//Before Learning, show params
cout << "Before Learning" << endl;
show_params(theWukong);
//At the age of five, he went to learn skills
theWukong->AddAge(5);
theWukong->SetHeight(120);
learn_skills(theWukong);
//Return after Learning, show params
show_params(theWukong);
//Show multitasking skills
cout << "Clone Wukong" << endl;
CWukong *theWukong2 = theWukong->Clone();
show_params(theWukong2);
delete theWukong2;
delete theWukong;
return 0;
}
输出
代码语言：javascript复制Before Learning
>>
Age: 0
Height(cm): 100
Hair: 10000
LockRing: 0
FightCapacity: 20
>> Wukong.Sun
Age: 16
Height(cm): 150
Hair: 10000
LockRing: 0
FightCapacity: 80
Clone Wukong
>> Wukong.Sun
Age: 16
Height(cm): 150
Hair: 10000
LockRing: 0
FightCapacity: 80
实现流程
- 首先需要在父类定义 克隆（clone） 纯虚接口，子类需要在此接口中返回新创建的子类对象。
- 子类中，增加一个以此类对象为参数的构造函数。用于保存当前所有成员变量值到新创建的对象中。
- 子类的克隆接口，创建新的对象时，需要显示调用具备子类对象参数的构造函数。保证新的对象中，所有的成员都被初始化。
总结
- 原型模式能够克隆一个对象，而类之间无需耦合。
- 客户代码在复制复杂的对象时，也更加方便。
- 此接口可重复使用，让代码逻辑更加清晰易懂。
