模式动机

原型模式的简单程度仅次于单例模式和迭代器模式。正是由于简 单，使用的场景才非常地多。它的主要功能是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。

简单来说呢，就是利用当前结构体来复制出一个新的结构体。就比如说有一份word文档，它本身是一个对象，但是我可以利用这份文档通过不断地进行复制粘贴，从而得到很多新的一模一样的文档，每一份文档都是一个新的对象。如下图

举个例子，我现在要去投简历面试，然后需要事先准备了3份完全一样的简历。

传统代码实现:

#include <stdio.h>
typedef struct Resume  
{  
    char* name;
    char* sex;
    int age;
}s_resume;

void main()
{
  s_resume *info1,*info2,*info3;
  
  /*构造第一份简历*/
  info1 = (s_resume*)malloc(sizeof(s_resume));  
  info1->name = "皮特";
  info1->sex = "男";
  info1->age = 20;
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info1->name,info1->sex,info1->age);
  
  /*构造第二份简历*/
  info2 = (s_resume*)malloc(sizeof(s_resume));
  info2->name = "皮特";
  info2->sex = "男";
  info2->age = 20;
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info2->name,info2->sex,info2->age);
  
  /*构造第三份简历*/
  info3 = (s_resume*)malloc(sizeof(s_resume));
  info3->name = "皮特";
  info3->sex = "男";
  info3->age = 20;
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info3->name,info3->sex,info3->age);
}
}

代码可以直接复制粘贴在菜鸟 C 在线工具运行(https://c.runoob.com/compile/11)中查看运行结果。结果如下:

这是皮特的简历，性别为男,年龄20
这是皮特的简历，性别为男,年龄20
这是皮特的简历，性别为男,年龄20

我们看下这样做法的弊端:

• 三份简历需要三次同样的手动初始化，非常麻烦，如果需要几十分、上百份，代码非常臃肿丑陋。

• 如果一旦简历的内容发生了变化，那么需要逐份去修改，效率极低。

解决方案

使用原型模式，增加一个复制接口，充分利用现有的对象来复制其他的对象，从而减化对象的初始化过程。代码注释非常清晰地展示了思路过程。

原型模式代码实现:

#include <stdio.h>
typedef struct Resume  
{  
    char* name;
    char* sex;
    int age;
    /*增加复制接口*/
    struct Resume* (*copy) (struct Resume* pData); 
}s_resume;

/*复制接口实现*/
struct Resume* Resume_copy(struct Resume* pData)  
{  
    s_resume* pResult = (s_resume*)malloc(sizeof(s_resume));  
    memmove(pResult, pData, sizeof(s_resume));  
    return pResult;  
};

void main()
{
  s_resume *info1,*info2,*info3;
  
  /*构造第一份简历*/
  info1 = (s_resume*)malloc(sizeof(s_resume));  
  info1->name = "皮特";
  info1->sex = "男";
  info1->age = 20;
  info1->copy = Resume_copy;
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info1->name,info1->sex,info1->age);
  
  /*构造第二份简历*/
  info2 = info1->copy(info1);
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info2->name,info2->sex,info2->age);
  
  /*构造第三份简历*/
  info3 = info1->copy(info1);
  printf("这是%s的简历，性别为%s,年龄%d\n",info3->name,info3->sex,info3->age);
}

代码可以直接复制粘贴在菜鸟 C 在线工具运行(https://c.runoob.com/compile/11)中查看运行结果。结果如下:

这是皮特的简历，性别为男,年龄20
这是皮特的简历，性别为男,年龄20
这是皮特的简历，性别为男,年龄20

原型模式性能优良，通过内存二进制流的拷贝，要比频繁手动地初始化一个对象开销低很多。尤其是要在产生大量的对象时，原型模式可以更好地体现其优点。

不过在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过copy的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。