大话设计模式解读06-原型模式

上篇文章，介绍了《大话设计模式》的第8章——工厂方法。

本篇，来介绍《大话设计模式》的第9章——原型模式。并通过C++代码实现实例代码的功能。

1 原型模式

原型模式（Prototype）：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型模式的类图如下：

• Client：让一个原型克隆自身从而创建一个新的对象
• Prototype：原型类，声明一个克隆自身的接口
• ConcreatePrototype：具体原型类，实现一个克隆自身的操作

2 实例

背景：书中小故事，小菜要去找工作，准备了很厚一叠简历，大鸟在感慨他那时找工作的时候，都是手写简历，现在印简历就像印草纸一样，由此联想到代码中的复制粘贴。

题目：用代码的形式来实现简历类的功能，要求必须要有姓名，可以设置性别和年龄，可以设置工作经历，最终需要写三份简历。

2.1 版本一：单一简历类

版本一的实现比较简单，仅设计一个简历类。

2.1.1 简历类

简历类的实现如下：

• 简历类构造时传入姓名作为参数
• 调用设置个人信息方法SetPersonalInfo，可设置性别和年龄
• 调用设置工作经历方法SetWorkExperience，可设置工作时间与工作的公司
• 调用显示方法Display，可显示简历的完整内容

// 简历类
class Resume
{
public:
    Resume(std::string name)
    {
        m_name = name;
    }
    
    // 设置个人信息
    void SetPersonalInfo(std::string sex, int age)
    {
        m_sex  = sex;
        m_iAge = age;
    }    
    
    // 设置工作经历
    void SetWorkExperience(std::string timeArea, std::string company)
    {
        m_timeArea = timeArea;
        m_company  = company;
    }  
    
    // 显示
    void Display()
    {
        printf("%s %s %d\n", m_name.c_str(), m_sex.c_str(), m_iAge);
        printf("工作经历： %s %s\n", 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 主函数

首先，实例化三份简历，并分别设置具体的内容，

然后，就可以调用展示接口来显示出来了。

int main()
{
    // 实例化三份简历
    Resume a = Resume("大鸟");
    a.SetPersonalInfo("男", 29);
    a.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    Resume b = Resume("大鸟");
    b.SetPersonalInfo("男", 29);
    b.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    Resume c = Resume("大鸟");
    c.SetPersonalInfo("男", 29);
    c.SetWorkExperience("2018-2020", "XX公司");
    
    // 显示出来
    a.Display();
    b.Display();
    c.Display();
    
    return 0;
}

代码运行效果如下：

下面来看版本二。

2.2 版本二：原型模式

版本二，使用原型模型，设计了一个简历原型类，定义了简历所具有的基本信息及接口，简历类则继承简历原型类，

另外，工作经历设计为一个单独类，通过组合方式，作为简历类的一部分。

注1：书中代码使用的C#，C#中有MemberwiseClone方法进行拷贝，而C++中无此方法，因此需要重新实现一个Clone方法。

注2：对对象进行拷贝时，会涉及到浅拷贝与深拷贝的概念，而MemberwiseClone方法对于引用类型的对象，复制的是引用而不是复制对象，这样就会带来修改了复制后的对象，原对象也会被修改。因此，书中例子讲工作经历单独拎出来作为一个类，拷贝简历时，简历中的工作经历将为引用类型，以此来对比演示浅拷贝带来的影响。解决方法就是改为深拷贝，在工作经历类的内部也实现一个Clone方法。

2.2.1 工作经历类、简历原型类与简历类

这里需要实现三个类：

• 工作经历类：作为简历的一部分，实现工作时间与对应的工作公司的信息，并提供克隆接口
• 简历原型类：一个抽象类，定义了简历所具有的基本信息及接口，并提供克隆接口，实现简历克隆
• 简历类：继承简历原型类，并实现简历原型中定义的方法

// 工作经历
class WorkExperience
{
public:
    WorkExperience() {}
    ~WorkExperience(){}
    
    WorkExperience(WorkExperience *work)
    {
        this->m_timeArea = work->m_timeArea;
        this->m_company  = work->m_company;
    }
    
    // 设置/获取工作时间
    void SetWorkTiemArea(std::string timeArea)
    {
        m_timeArea = timeArea;
    }  
    
    std::string GetWorkTiemArea()
    {
        return m_timeArea;
    }
    
    // 设置/获取工作公司
    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;
};

// 简历原型类
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;
};

// 简历类
class Resume : public Prototype
{
public:
    Resume(std::string name)
    {
        m_name  = name;
        m_pWork = new WorkExperience();
    }
    
    ~Resume()
    {
        if (m_pWork)
        {
            delete m_pWork;
        }
    }
    
    // 设置个人信息
    void SetPersonalInfo(std::string sex, int age)
    {
        m_sex  = sex;
        m_iAge = age;
    }   
     
    // 设置工作经历
    void SetWorkExperience(std::string timeArea, std::string company)
    {
        m_pWork->SetWorkTiemArea(timeArea);
        m_pWork->SetWorkCompany(company);
    }  
    
    // 显示
    void Display()
    {
        printf("%s %s %d\n", m_name.c_str(), m_sex.c_str(), m_iAge);
        printf("工作经历： %s %s\n", 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 主函数

首先，实例化了一个简历A，并设置一些基础信息。

然后，通过克隆的方式，产生简历B与简历C，并对简历B与简历C进行个性化修改。

最后，调用显示接口显示简历的内容。

int main()
{
    // 实例化三份简历
    Resume a = Resume("大鸟");
    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");
    
    // 显示出来
    a.Display();
    b->Display();
    c->Display();
    
    delete b;
    delete c;
      
    return 0;
}

代码运行效果如下：

原型模式的主要特点在于设计了一个克隆方法，通过克隆，将当前对象的当前状态做一个拷贝，形成一个新的对象，注意体会这里的“当前状态”，它不是初始状态，而是在程序运行到某一时刻时其内部属性的最新状态。

总结

本篇介绍了设计模式中的原型模式，并通过简历编写的实例，使用C++编程，来演示原型模式的使用。