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C++设计模式_创建型模式_原型模式Prototype

news 2025/9/26 10:14:15

本文记录原型设计模式。下面举例时，还是以游戏打怪为例给出例子。

原型模式使用场景

**原型模式：**通过一个对象克隆出多个一模一样的对象。
**使用场景：**打BOSS到一半血时，BOSS分裂为两个半血的BOSS。
对象的克隆需要调用类的拷贝构造函数，因为如果直接new 一个类，new出来的是新类，满血的BOSS类，所以new半血的BOSS类，只能通过拷贝构造函数来new；

    class CMonster{public:CMonster(int left, int magic, int attack) :m_life(left), m_magic(magic), m_attack(attack) {}// 原型模式的克隆函数，使用拷贝构造函数实现CMonster(const CMonster& obj){cout << "CMonster::CMonster(const CMonster& obj)" << endl;m_life = obj.m_life;m_magic = obj.m_magic;m_attack = obj.m_attack;}virtual ~CMonster(){cout << "CMonster::~CMonster()" << endl;}// 克隆函数virtual CMonster* clone() = 0;// 减少生命值 魔法值，攻击力virtual void reduce() = 0;// 输出当前的生命值、魔法值和攻击力virtual void printStatus() const = 0;protected:int m_life;  //生命值int m_magic; //魔法值int m_attack;  //攻击力};// 实现三个怪物类class CUndead : public CMonster{public:CUndead(int left, int magic, int attack): CMonster(left, magic, attack){}CUndead(const CUndead& obj): CMonster(obj){cout << "CUndead::CUndead(const CUndead& obj)" << endl;}// 克隆函数virtual CMonster* clone() override{return new CUndead(*this);// 调用拷贝构造函数}// 减少生命值 魔法值，攻击力virtual void reduce() override{m_life -= 10; // 假设每次减少10点生命值m_magic -= 5; // 假设每次减少5点魔法值m_attack -= 2; // 假设每次减少2点攻击力}virtual void printStatus() const override{cout << "Undead Status: Life = " << m_life << ", Magic = " << m_magic << ", Attack = " << m_attack << endl;}};class CElement : public CMonster{public:CElement(int left, int magic, int attack): CMonster(left, magic, attack){}// 调用拷贝构造函数CElement(const CElement& obj): CMonster(obj){}// 克隆函数原理：每次克隆，new CElement(*this);先会调用拷贝构造函数// 在拷贝构造函数中，调用了父类CMonster的拷贝构造函数，然后完成了成员变量的拷贝// 如果没有父类，则直接在本类的拷贝构造函数中完成成员变量的赋值操作virtual CMonster* clone() override{return new CElement(*this);}// 减少生命值 魔法值，攻击力virtual void reduce() override{m_life -= 20; // 假设每次减少10点生命值m_magic -= 15; // 假设每次减少5点魔法值m_attack -= 22; // 假设每次减少2点攻击力}// 输出状态virtual void printStatus() const override{cout << "Undead Status: Life = " << m_life<< ", Magic = " << m_magic<< ", Attack = " << m_attack << endl;}};void test(){// 创建一个亡灵类怪物CMonster* undead = new CUndead(100, 50, 30);undead->printStatus();// Undead Status: Life = 100, Magic = 50, Attack = 30undead->reduce();undead->printStatus();// Undead Status: Life = 90, Magic = 45, Attack = 28// 克隆一个亡灵类怪物CMonster* undeadClone = undead->clone();undeadClone->printStatus();// Undead Status: Life = 90, Magic = 45, Attack = 28}

克隆函数原理：基于现在的对象数据，拷贝一份新的对象。每次克隆，new CElement(*this);先会调用拷贝构造函数，在拷贝构造函数中，调用了父类CMonster的拷贝构造函数，然后完成了成员变量的拷贝。如果没有父类，则直接在本类的拷贝构造函数中完成成员变量的赋值操作

原型模式定义

用原型实例制定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
原型模式的两种角色，
Prototype（抽象原型类）：CMonster类；
ConcretePrototype具体原型类，CEle CUndead 。
如果对象内部数据比较复杂多变，并且在创建对象的时候希望保持对象的当前状态，那么用原型模式显然比用工厂方法模式更合适。比如：BOSS的血量不断变化，需要复制当前的BOSS，此时用原型更方便。

工厂方法模式和原型模式创建对象的共同点

1 都不需要知道所储行间对象所属的类名；工厂模式直接使用工厂来复制，原型模式直接使用clone()方法来复制。
2 工厂方法模式中的createMonster仍旧属于根据类名类生成的新对象；
3 原型模式中的clone() 是生成的当前对象的状态。

原型模式优缺点

1 如果创建新对象内部数据比较复杂多变，原型模式创建对象的效率可能会更高。
2 原型模式不存在额外的等级结构—原型模式不需要额外的工厂类；
3 clone() 接口的实现方法有多种，不用非要在clone()种拷贝构造。
4 有些情况下，产品类中存在一个克隆方法也会给开发提供一些便利。

使用全局方法

// 使用全局方法创建CMonster
void Glb_CreateMonster(CMonster *pMonster)
{CMonster *p = nullptr;if (dynamic_cast<CUndead *> (pMonster) != nullptr){cout << "这是CUndead 类型" << endl;}else if (dynamic_cast<CEle *>(pMonster) != nullptr){cout << "这是CEle 类型" << endl;}
}