Прототип (шаблон проектування)

Прототип (англ. Prototype) - шаблон проектування, відноситься до класу твірних шаблонів.

Призначення

Задає види об'єктів, що створюються, за допомогою екземпляру-прототипу, та створює нові об'єкти шляхом копіювання цього прототипу.

Застосування

Слід використовувати шаблон Прототип коли:

• класи, що інстанціюються, визначаються під час виконання, наприклад за допомогою динамічного завантаження;
• треба запобігти побудові ієрархій класів або фабрик, паралельних ієрархій класів продуктів;
• екземпляри класу можуть знаходитись у одному з не дуже великої кількості станів. Може статися, що зручніше встановити відповідну кількість прототипів та клонувати їх, а не інстанціювати щоразу клас вручну в слушному стані.

Структура

UML діаграма, що описує структуру шаблону проектування Прототип

• Prototype – прототип:
  • визначає інтерфейс для клонування самого себе;
• ConcretePrototype – конкретний прототип:
  • реалізує операцію клонування самого себе;
• Client – клієнт:
  • створює новий об'єкт, звертаючись до прототипу із запитом клонувати себе.

Відносини

Клієнт звертається до прототипу, щоб той створив свого клона.

Реалізація

Приклад С++

#include "stdafx.h"
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>

class CPrototype
{
public:
	virtual CPrototype* Clone() = 0;
};

class CItem: public CPrototype
{
public:
	CItem(std::string strName)           // standard constructor
		: m_strName(strName) 
	{
		m_nID = GetNewID();
	};   
	CItem(CItem& item)                   // copy constructor
		: m_strName(item.m_strName)
	{
		m_nID = GetNewID();
	};
	virtual ~CItem() { };                // standard destructor

	virtual CPrototype* Clone() {
		return new CItem(*this);
	};

	static int GetNewID() {
		static int nID = 0;
		return ++nID;
	};

	int m_nID;
	std::string m_strName;
};

void print(CPrototype* p){
	CItem* pItem = dynamic_cast <CItem*> (p);

	std::cout << "ID: "   << pItem->m_nID     << std::endl;
	std::cout << "Name: " << pItem->m_strName << std::endl;
	std::cout << std::endl;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	std::vector<CPrototype*> items;
	CItem Item("Concrete Item");

	// clone item
	for (int i = 0; i < 10; ++i) 
		items.push_back(Item.Clone());

	// print clones
	std::for_each(items.begin(), items.end(), print);
	
	return 0;
}

Джерела

• Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software

Література

Алан Шаллоуей, Джеймс Р. Тротт Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию = Design Patterns Explained: A New Perspective on Object-Oriented Design. — М. : «Вильямс», 2002. — 288 с. — ISBN 0-201-71594-5.