1.什么是原型模式？

2.為什么要使用原型模式？

如果一個對象的創建過程比較復雜時（比如需要經過一系列的計算和資源消耗），那每次創建該對象都需要消耗資源，而通過原型模式就可以復制現有的一個對象來迅速創建/克隆一個新對象，不必關心具體的創建細節，可以降低對象創建的成本。

3.原型模式的基本結構

實現原型模式需要給【原型對象】聲明一個克隆方法，執行該方法會創建一個當前類的新對象，并將原始對象中的成員變量復制到新生成的對象中，而不必實例化。并且在這個過程中只需要調用原型對象的克隆方法，而無需知道原型對象的具體類型。

原型模式包含兩個重點模塊：

• 抽象原型接口prototype: 聲明一個克隆自身的方法clone
• 具體原型類ConcretePrototype: 實現clone方法，復制當前對象并返回一個新對象。

在客戶端代碼中，可以聲明一個具體原型類的對象，然后調用clone()方法復制原對象生成一個新的對象。

4.原型模式的實現過程

原型模式的實現過程即上面描述模塊的實現過程：

• 創建一個抽象類或接口，聲明一個克隆方法clone
• 實現具體原型類，重寫克隆方法（多態）
• 客戶端中實例化具體原型類的對象，并調用其克隆方法來創建新的對象。

5.C++實現原型模式

【設計模式專題之原型模式】5. 矩形原型 (kamacoder.com)https://kamacoder.com/problempage.php?pid=1083

題目描述：

公司正在開發一個圖形設計軟件，其中有一個常用的圖形元素是矩形。設計師在工作時可能需要頻繁地創建相似的矩形，而這些矩形的基本屬性是相同的（顏色、寬度、高度），為了提高設計師的工作效率，請你使用原型模式設計一個矩形對象的原型。使用該原型可以快速克隆生成新的矩形對象。

輸入描述：

首先輸入一個字符串，表示矩形的基本屬性信息，包括顏色、長度和寬度，用空格分隔，例如 "Red 10 5"。

然后輸入一個整數 N（1 ≤ N ≤ 100），表示使用原型創建的矩形數量。

輸出描述：

對于每個矩形，輸出一行字符串表示矩形的詳細信息，如 "Color: Red, Width: 10,Height: 5"。

輸入示例：

Red 10 5
3

輸出示例：

Color: Red, Width: 10, Height: 5
Color: Red, Width: 10, Height: 5
Color: Red, Width: 10, Height: 5

?代碼實現：

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;// 定義抽象原型類
class Prototype{
public://聲明clone方法virtual Prototype* clone() const = 0;//為了方便打印信息，所以設計了這樣一個抽象函數。const表示不修改成員屬性virtual string getDetails() const = 0;//虛析構，寫成虛析構是為了防止子類創建在堆區時，父類的指針指向子類的對象，該指針無法釋放子類堆區的內存的問題virtual ~Prototype() {}};//定義矩形原型類
class RectanglePrototype : public Prototype{
//由于輸入的數據有矩形的顏色、長、寬，所以要有這些成員屬性
private:string color;int width;int heigth;public://初始化列表法實現構造函數。這里的列表一定要和private定義的順序一致RectanglePrototype(string Color, int Width, int Heigth): color(Color),width(Width),heigth(Heigth){} //具體化克隆方法Prototype* clone() const override{//因為clone方法要復制當前對象并返回一個新對象，所以這里使用了系統提供的拷貝構造函數對屬性進行值拷貝，return new RectanglePrototype(*this);}//具體化獲取細節的方法string getDetails() const override{return "Color: "+color + "," + " Width: "+ to_string(width)+"," + " Height: "+to_string(heigth);}};//客戶端代碼
int main()
{string s;int w, h, num;cin>>s>>w>>h;cin>>num;//vector<Prototype *> Rectangles;for(int i = 0; i<num; i++){// 創建原型對象并保存在數組中Prototype * rectangle = new RectanglePrototype(s,w,h);Rectangles.push_back(rectangle);}//克隆原型對象并輸出被克隆對象的信息for(const auto& rec : Rectangles){Prototype* clonedRectangle = rec->clone();  //值拷貝cout<<clonedRectangle->getDetails()<<endl;//釋放克隆對象內存delete clonedRectangle;}//釋放原型對象for(const auto& rec : Rectangles){delete rec;}return 0;
}

6.什么時候使用原型模式