原型

设计模式 / 创建型模式
image

use std::any::Any;

//Shape is Prototype
trait Shape {
    fn clone(&self) -> Box<dyn Shape>;

    fn as_any(&self) -> &dyn Any;
}

//Square is ConcretePrototype
#[derive(Debug)]
struct Square {
    line_count: i32
}

impl Shape for Square {
    fn clone(&self) -> Box<dyn Shape> {
        Box::from(Square {
                line_count: self.line_count
        })
    }

    fn as_any(&self) -> &dyn Any { self }    
}

//ShapeMaker contains a Shape
struct ShapeMaker {
    shape: Box<dyn Shape>
}

//MakeShape creates a copy of the Shape
impl ShapeMaker {
    fn make_shape(&self) -> Box<dyn Shape> {
        Box::from(self.shape.clone())
    }
}

//Client
let square = Square{ line_count: 4 };
let maker = ShapeMaker{ 
    shape: Box::from(square) };

let square1 = maker.make_shape();
let square2 = maker.make_shape();

println!("square1 is {:?}", square1.as_any()
    .downcast_ref::<Square>().unwrap());
println!("square2 is {:?}", square2.as_any()
    .downcast_ref::<Square>());


Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance, and create new objectsby copying this prototype.
Read more

问题。绘图程序有一个现成图形的调色板,每个图形都有自己的颜色、大小和边框。用户把图形拖到页面上时,程序必须生成一个与之完全相同的新图形。如果代码使用构造函数,就必须知道确切的类,并手动复制每一项设置。于是每增加一种图形,这段代码都要修改。

思路。原型是一个知道如何复制自己的现成对象。它有一个复制方法,通常叫作 clone。客户端保存一个原型,并向它索要副本。客户端不指明具体类,也不知道复制了哪些字段。副本最初拥有与原件相同的数据,此后两个对象彼此独立。

如何阅读示例。原型是一个带有一个值的图形,这个值例如颜色或边数。在大多数语言中,一个客户端对象保存一个原型,只通过向它索要副本来生成新图形。输出显示副本的值与原型相同。有些示例还表明,副本是一个独立的对象,或者修改副本不会改变原型。在值永不改变的语言中,什么也不复制:变体就是改动了一个字段的同一样本。

何时使用。当对象的准备工作代价高昂、又需要许多相似的对象时,使用原型模式。当要创建的类要到程序运行时才能确定时,它也有帮助。字段不多的简单对象不要使用它:构造函数更简单。

常见错误。只在基类中编写复制方法,使它总是创建基类对象。这样,具体原型的副本就丢失了自己的类。每个具体原型都必须创建自己类的对象。