C++ clone()函数的用法

我就是我 2022-05-25 06:51 285阅读 0赞

### 原型模式 ###

在C++中，要拷贝一个对象，除了自定义一个拷贝构造函数来实现对象复制外，还可以实现一个clone函数。这需要借助编译器实现的一个隐藏拷贝构造函数，这样的做法，更省心。

背后的原理是C++的原型（Prototype）模式：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

Prototype模式提供了一个通过已存在对象进行新对象创建的接口（Clone）， Clone()实现和具体的语言相关，在C++中通过拷贝构造函数实现。

注意：clone函数是virtual的，无法内联。

示例代码：

#include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    
    class CA
    {
    public:
        int value;
        CA* clone() const { return new CA( *this );}
        //仅一个构造函数
        CA(int a ){value=a;}   
    };
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
        CA* objA=new CA(10);
        CA* objtemp=objA->clone();
        delete objA;
        std::cout<<objtemp->value;
        delete objtemp;
        return 0;
    }

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Prototype 模式的应用场景在于，你拿到一个 Base\* ，它指向某个 Derived 对象，你想克隆出 Derived 对象，但代码中不写出 Derived 的具体类型，因为有很多派生类，这种情况下你用构造函数是搞不定的，就需要Prototype 模式了。

### 原型模式的作用 ###

1、基本就是你需要从A的实例得到一份与A内容相同，但是又互不干扰的实例的话，就需要使用原型模式。

2、用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。这个其实和C++的拷贝构造函数的作用是相似的（但不相同），实际上就是动态抽取 当前对象运行时的状态。

### 原型模式的优势 ###

#### 一.为什么不用new直接新建对象，而要用原型模式？ ####

首先，用new新建对象不能获取当前对象运行时的状态，其次就算new了新对象，在将当前对象的值复制给新对象，效率也不如原型模式高。

#### 二.为什么不直接使用拷贝构造函数，而要使用原型模式？ ####

原型模式与拷贝构造函数是不同的概念，拷贝构造函数涉及的类是已知的，原型模式涉及的类可以是未知的。

原型模式生成的新对象可能是一个派生类。拷贝构造函数生成的新对象只能是类本身。原型模式是描述了一个通用方法(或概念)，它不管是如何实现的，而拷贝构造则是描述了一个具体实现方法。

class base  
        {  
          public :   
          base();  
          base(base &obj);  
          virtual  ~base();  
          virtual base *clone() { return new base(*this) ; };  
        };  
        class derived : public base  
        {  
          public :   
          derived();  
          derived(  derived &);  
         virtual base *clone(){
       return new derived (*this); }  
        ....  
        };  
    
        base *obj1 = new base ;   
        base *obj2 = new derived ;//基类指针指向派生类对象，怎样用基类指针创建一个新的派生类对象？？ 用基类的拷贝构造函数显然不行。 
        base *obj3 = obj1 .clone();  
        base *obj4 = obj12.clone();

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### 适用场景 ###

#### 1.资源优化场景 ####

类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。

#### 2.性能和安全要求的场景 ####

通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。

#### 3.一个对象多个修改者的场景 ####

一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。

### 缺点 ###

1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。

2、实现原型模式每个派生类都必须实现 Clone接口。

3、逃避构造函数的约束。