原型设计模式

意图

• 使用原型实例指定要创建的对象的种类，并通过复制此原型来创建新对象。
• 选择一个类的一个实例作为所有未来实例的繁殖者。
• new运营商认为有害。

问题

应用程序“硬连接”要在每个“新”表达式中创建的对象类。

讨论

声明一个指定纯虚拟“克隆”方法的抽象基类，并维护所有“可克隆”具体派生类的字典。任何需要“多态构造函数”能力的类：从抽象基类派生自身，注册其原型实例，并实现clone()操作。

然后，客户端不再编写在硬连线类名称上调用“new”运算符的代码，而是在抽象基类上调用“克隆”操作，提供指定特定具体派生类的字符串或枚举数据类型。 .

结构

工厂知道如何找到正确的原型，每个产品都知道如何产生自己的新实例。

例子

原型模式指定使用原型实例创建的对象类型。新产品的原型通常是在全面生产之前构建的，但在这个例子中，原型是被动的，不参与复制自身。细胞的有丝分裂 – 产生两个相同的细胞 – 是原型的一个例子，它在复制自身中发挥积极作用，因此展示了原型模式。当一个细胞分裂时，会产生两个基因型相同的细胞。换句话说，细胞克隆自己。

检查清单

1. 将clone()方法添加到现有的“产品”层次结构。
2. 设计一个维护原型对象缓存的“注册表”。注册表可以封装在一个新Factory类中，或者封装在“产品”层次结构的基类中。
3. 设计一个工厂方法：可能（或可能不）接受参数，找到正确的原型对象，调用clone()该对象，并返回结果。
4. 客户端将所有对操作符的引用替换new 为对工厂方法的调用。

经验法则

• 有时，创建模式是竞争对手：在某些情况下，原型或抽象工厂都可以正确使用。在其他时候它们是互补的：抽象工厂可能存储一组原型，从中克隆和返回产品对象。Abstract Factory、Builder 和 Prototype 可以在它们的实现中使用 Singleton。
• 抽象工厂类通常使用工厂方法实现，但它们可以使用原型来实现。
• 工厂方法：通过继承创建。原型：通过委托创建。
• 通常，设计从使用工厂方法（不太复杂、更可定制、子类激增）开始，然后随着设计人员发现需要更多灵活性的地方而向抽象工厂、原型或构建器（更灵活、更复杂）发展。
• Prototype 不需要子类化，但它确实需要“初始化”操作。工厂方法需要子类化，但不需要初始化。
• 大量使用 Composite 和 Decorator 模式的设计通常也可以从 Prototype 中受益。
• Prototype 选择一个类的一个实例作为所有未来实例的繁殖者。
• 当对象初始化很昂贵并且您预计初始化参数的变化很小时，原型很有用。在这种情况下，Prototype 可以避免昂贵的“从头创建”，并支持廉价克隆预初始化原型。
• Prototype 在其他创建模式中是独一无二的，因为它不需要类——只需要一个对象。像 Self 和 Omega 这样取消类的面向对象语言完全依赖于原型来创建新对象。