原型模式 (Prototype)

模式特点

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型来创建新对象。原型模式通过克隆已有对象来避免重复初始化。

• 通过克隆而非 new 来创建对象，性能更高
• 不需要知道对象创建的细节
• 可以动态获取对象运行时状态来创建副本
• 需注意深拷贝与浅拷贝的区别

类图

应用场景

• Qt 中 QObject 的 clone 机制
• 配置对象复制：从模板配置派生多个实例
• 游戏中的怪物生成：从原型怪物克隆批量生成
• 撤销/恢复操作：保存对象快照用于回退
• 原型注册表：缓存原型对象，按需克隆

示例代码（C++）

// 抽象原型
class Monster {
public:
    virtual Monster* clone() = 0;
    virtual ~Monster() = default;
    std::string name; int hp; int attack;
};

// 具体原型
class Goblin : public Monster {
public:
    Goblin(std::string n, int h, int a) { name = n; hp = h; attack = a; }

    // 深拷贝克隆
    Monster* clone() override {
        return new Goblin(*this);
    }
};

// 使用原型注册表
class MonsterRegistry {
    std::map<std::string, Monster*> m_prototypes;
public:
    void registerMonster(const std::string& key, Monster* proto) {
        m_prototypes[key] = proto;
    }
    Monster* createMonster(const std::string& key) {
        return m_prototypes[key]->clone();
    }
};

MonsterRegistry registry;
registry.registerMonster("goblin", new Goblin("哥布林", 100, 15));
Monster* m1 = registry.createMonster("goblin");  // 克隆出新对象