意图

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。

动机

我们希望我们的框架类和应用类进行解藕，但又必须知道如何创建应用类的对象。（很抽象=。=）

使用性

• 当要实例化的类是在运行时刻指定是，例如，通过动态加载
• 为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次
• 当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种。

结构

参与者

• Prototype

—— 声明一个克隆自身的接口。

• ConcretePrototype

—— 实现一个克隆自身的操作。

• Client

—— 让一个原型克隆自身从而创建一个新的对象。

协助

• 客户请求一个原型克隆自身。

效果

Prototype 有许多和 Abstract Factory 和 Builder 一样的效果： 它对客户隐藏了具体的产品类，因此减少了客户知道的名字的数目。

1. 运行时刻增加和删除产品
2. 改变值以指定新对象
3. 改变结构以指定新对象
4. 减少子类的构造
5. 用类动态配置应用

实现原型是，要考虑的问题

• 使用一个原型管理器

当一个系统的原型数目不固定时（也就是说，它们可以动态创建和销毁），要保持一个可用原型的注册表。
原型管理器是一个关联存储器，它返回一个与给定关键字匹配的原型。

• 实现克隆操作
• 初始化克隆对象

维基百科定义

写下了这么多笔记，这么多概念还是有点蒙圈 =。= ，于是又到维基百科搜了一下。

维基百科给出的定义：

原型模式是创建型模式的一种,其特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。
原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命名不一样的同类数据

这就理解了！！其实就是 OC 中的 copy，C++中的拷贝构造函数 =。= 。

代码示例

我们来看看在 Swift 这么实现吧。其实 Swift 结构体本身就是值语义的 = = 。所以我用 Class ，根据书上的例子来个 Swift 版好了。

下面是我们 Swift 版本的 MazePrototypeFactory 。使用泛型可以让我们的 MazePrototypeFactory 适用于不同类型的 Door，Wall，Room 。 这里新的构造器只初始化它的原型。

class MazePrototypeFactory
   
    : MazeFactory where W: WallType, D: DoorType, R: RoomType { var prototypeMaze: Maze var prototypeDoor: D var prototypeWall: W var prototypeRoom: R func makeRoom(_ n: Int) -> RoomType { return R(no: n) } func makeMaze() -> Maze { return Maze() } init(m: Maze, d: D, w: W, r: R) { prototypeMaze = m prototypeDoor = d prototypeWall = w prototypeRoom = r } } 
   

我们以克隆原型的方式定义，makeWall 和 makeDoor 。

extension MazePrototypeFactory {
    
    func makeWall() -> WallType {
        return prototypeWall.clone()
    }
    
    func makeDoor(r1: RoomType, r2: RoomType) -> DoorType {
        let door = prototypeDoor.clone()
        door.initialize(r1: r1, r2: r2)
        return door
    }
}

我们只需要使用基本的原型进行初始化,就可以由 MazePrototypeFactory 来创建一个原型的或缺省得迷宫。

let simpleMazeFactory = MazePrototypeFactory(m: Maze(), d: Door(), w: Wall(), r: Room())
let game = MazeGame.createMaze(mazeFactory: simpleMazeFactory)
print("\(game)")

打印结果：

===========================
Maze room:
room_2 Room 
north is Optional(Wall)
south is Optional(Wall)
east is Optional(Wall)
west is Optional(Door)
room_1 Room 
north is Optional(Wall)
south is Optional(Wall)
east is Optional(Door)
west is Optional(Wall)
===========================

和之前的例子一样，我们又需要定义一个 Bombed 的迷宫。这次我们就不需要去定义一个 Bombed 的抽象工厂类了。我们以 BombedWall 和 RoomWithABomb 作为原型就可以构造出一个 Bombed 的迷宫。

let bombMazeFactory = MazePrototypeFactory(m: Maze(), d: Door(), w: BombedWall(), r: RoomWithABomb())
let bombedGame = MazeGame.createMaze(mazeFactory: bombMazeFactory)
print("\(bombedGame)")

打印结果：

===========================
Maze room:
room_2 RoomWithABomb Bombe is false 
north is Optional(BombedWall Bombe is false)
south is Optional(BombedWall Bombe is false)
east is Optional(BombedWall Bombe is false)
west is Optional(Door)
room_1 RoomWithABomb Bombe is false 
north is Optional(BombedWall Bombe is false)
south is Optional(BombedWall Bombe is false)
east is Optional(Door)
west is Optional(BombedWall Bombe is false)
===========================

总结

Prototype 一般可以和 Abstract Factory 一起使用，大量使用 Composite 和 Decorator 也可以 Prototype 获得收益。

附：Playground 代码

欢迎讨论、批评、指错。