设计模式（五）：PROTOTYPE原型模式 -- 创建型模式

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。

　　

2.适用场景

原型模式的主要思想是基于现有的对象克隆一个新的对象出来，一般是有对象的内部提供克隆的方法，通过该方法返回一个对象的副本，这种创建对象的方式，相比我们之前说的几类创建型模式还是有区别的，之前的讲述的工厂模式与抽象工厂都是通过工厂封装具体的new操作的过程，返回一个新的对象，有的时候我们通过这样的创建工厂创建对象不值得，特别是以下的几个场景的时候，可能使用原型模式更简单也效率更高。
• 1）当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时，要使用 Prototype模式
• 2）当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载；
• 3）为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时
• 4）当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。（也就是当我们在处理一些对象比较简单，并且对象之间的区别很小，可能只是很固定的几个属性不同的时候，可能我们使用原型模式更合适）。

　　

3.评价

优点：
1. 运行时刻增加和删除产品： Prototype允许只通过客户注册原型实例就可以将一个新的具体产品类并入系统。它比其他创建型模式更为灵活，因为客户可以在运行时刻建立和删除原型。
2. 改变值以指定新对象： 高度动态的系统允许你通过对象复合定义新的行为—例如，通过为一个对象变量指定值—并且不定义新的类。你通过实例化已有类并且将这些实例注册为客户对象的原型，就可以有效定义新类别的对象。客户可以将职责代理给原型，从而表现出新的行为。这种设计使得用户无需编程即可定义新“类” 。实际上，克隆一个原型类似于实例化一个类。Prototype模式可以极大的减少系统所需要的类的数目。
3. 改变结构以指定新对象：许多应用由部件和子部件来创建对象。
4. 减少子类的构造 Factory Method 经常产生一个与产品类层次平行的 Creator类层次。Prototype模式使得你克隆一个原型而不是请求一个工厂方法去产生一个新的对象。因此你根本不需要Creator类层次。这一优点主要适用于像 C + +这样不将类作为一级类对象的语言。像Smalltalk和Objective C这样的语言从中获益较少，因为你总是可以用一个类对象作为生成者。在这些语言中，类对象已经起到原型一样的作用了。
5. 用类动态配置应用 一些运行时刻环境允许你动态将类装载到应用中。在像 C + +这样的语言中，Prototype模式是利用这种功能的关键。一个希望创建动态载入类的实例的应用不能静态引用类的构造器。而应该由运行环境在载入时自动创建每个类的实例，并用原型管理器来注册这个实例（参见实现一节） 。这样应用就可以向原型管理器请求新装载的类的实例，这些类原本并没有和程序相连接。 E T + +应用框架[ W G M 8 8 ]有一个运行系统就是使用这一方案的。

缺点：
Prototype的主要缺陷是每一个Prototype的子类都必须实现clone操作，这可能很困难。例如，当所考虑的类已经存在时就难以新增 clone操作。当内部包括一些不支持拷贝或有循环引用的对象时，实现克隆可能也会很困难的。

 

4. 模式结构

 

客户（Client）角色：使用原型对象的客户程序
抽象原型（Prototype）角色：规定了具体原型对象必须实现的接口（如果要提供深拷贝，则必须具有实现clone的规定）
具体原型（ConcretePrototype）：从抽象原型派生而来，是客户程序使用的对象，即被复制的对象。此角色需要实现抽象原型角色所要求的接口。

 

5.案例说明

（1）前几天，我[4]很不幸把屋门的钥匙给弄丢了，结果进不了家门。万幸的是，GF那儿还有一把，于是第二天我拿了她的那把去配钥匙。另外，她还让我顺便给她配一把橱柜的钥匙。 现在配个钥匙真是简单，把钥匙给他，他直接找一个合适的钥匙胚子，把我的钥匙夹在配钥匙机的一端，胚子夹在另一端，一开电源，一把标尺比着我的钥匙齿型走 一遍，砂轮就在胚子上复制出一把钥匙来！一分钟不到，两把新钥匙就搞定了！

 

       用OO来描述，我的旧钥匙是一个原型。配钥匙的过程就是根据我提供的原型，再复制一份出来，就有了一个新的钥匙。两个钥匙完全一样，我也可以给新配的钥匙贴个标签，以表明是“我的”。用这样的方法，我可以对各种钥匙进行复制，也可以复制无限多份。OO分析的类图如下：

 

       　　　　　　　　

6.参考

　　[1]Gof:设计模式。

　　[2]百度百科：http://baike.baidu.com/view/1781744.htm。

　　[3]http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7518947。

　　[4]http://blog.163.com/wuximian@yeah/blog/static/129490367201192195835472/。