23種GOF設計模式一般分為三大類：創建型模式、結構型模式、行為模式。

創建型模式包括：1、FactoryMethod(工廠方法模式)；2、Abstract Factory(抽象工廠模式)；3、Singleton(單例模式)；4、Builder(建造者模式、生成器模式)；5、Prototype(原型模式).

結構型模式包括：6、Bridge(橋接模式)；7、Adapter(適配器模式)；8、Decorator(裝飾模式)；9、Composite(組合模式)；10、Flyweight(享元模式)；11、Facade(外觀模式)；12、Proxy(代理模式).

行為模式包括：13、TemplateMethod(模板方法模式)；14、Strategy(策略模式)；15、State(狀態模式)；16、Observer(觀察者模式)；17、Memento(備忘錄模式)；18、Mediator(中介者模式)；19、Command(命令模式)；20、Visitor(訪問者模式)；21、Chain of Responsibility(責任鏈模式)；22、Iterator(迭代器模式)；23、Interpreter(解釋器模式).

Factory Method：定義一個用于創建對象的接口，讓子類決定將哪一個類實例化。Factory Method使一個類的實例化延遲到其子類。

Abstract Factory：提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無需指定他們具體的類。

Singleton：保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。

Builder：將一個復雜對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

Prototype：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這個原型來創建新的對象。

Bridge：將抽象部分與它的實現部分分離，使它們都可以獨立地變化。

Adapter：將一個類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口。Adapter模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

Decorator：動態地給一個對象添加一些額外的職責。就擴展功能而言， Decorator模式比生成子類方式更為靈活。

Composite：將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構。Composite使得客戶對單個對象和復合對象的使用具有一致性。

Flyweight：運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。

Facade：為子系統中的一組接口提供一個一致的界面， Facade模式定義了一個高層接口，這個接口使得這一子系統更加容易使用。

Proxy：為其他對象提供一個代理以控制對這個對象的訪問。

Template Method：定義一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。Template Method使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些特定步驟。

Strategy：定義一系列的算法,把它們一個個封裝起來, 并且使它們可相互替換。本模式使得算法的變化可獨立于使用它的客戶。

State：允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它所屬的類。

Observer：定義對象間的一種一對多的依賴關系,以便當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴于它的對象都得到通知并自動刷新。

Memento：在不破壞封裝性的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態。這樣以后就可將該對象恢復到保存的狀態。

Mediator：用一個中介對象來封裝一系列的對象交互。中介者使各對象不需要顯式地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨立地改變它們之間的交互。

Command：將一個請求封裝為一個對象，從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化；對請求排隊或記錄請求日志，以及支持可取消的操作。

Visitor：表示一個作用于某對象結構中的各元素的操作。它使你可以在不改變各元素的類的前提下定義作用于這些元素的新操作。

Chain of Responsibility：為解除請求的發送者和接收者之間耦合，而使多個對象都有機會處理這個請求。將這些對象連成一條鏈，并沿著這條鏈傳遞該請求，直到有一個對象處理它。

Iterator：提供一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素, 而又不需暴露該對象的內部表示。

Interpreter：給定一個語言, 定義它的文法的一種表示，并定義一個解釋器, 該解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。

?

???????? Prototype：(1)、意圖：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這些原型創建新的對象；(2)、當一個系統應該獨立于它的產品創建、構成和表示時，要使用Prototype模式；以及當要實例化的類是在運行時刻指定時，例如，通過動態裝載；或者為了避免創建一個與產品類層次平行的工廠類層次時；或者當一個類的實例只能有幾個不同狀態組合中的一種時。建立相應數目的原型并克隆它們可能比每次用合適的狀態手工實例化該類更方便一些；(3)、優點：A、運行時刻增加和刪除產品：Prototype允許只通過客戶注冊原型實例就可以將一個新的具體產品類并入系統。它比其他創建型模式更為靈活，因為客戶可以在運行時刻建立和刪除原型；B、改變值以指定新對象：高度動態的系統允許你通過對象復合定義新的行為，例如，通過為一個對象變量指定值----并且不定義新的類。你通過實例化已有類并且將這些實例注冊為客戶對象的原型，就可以有效定義新類別的對象。客戶可以將職責代理給原型，從而表現出新的行為。這種設計使得用戶無需編程即可定義新“類”。實際上，克隆一個原型類似于實例化一個類。Prototype模式可以極大的減少系統所需要的類的數目；C、改變結構以指定新對象；D、減少子類的構造：Factory Method經常產生一個與產品類層次平行的Creator類層次。Prototype模式使得你克隆一個原型而不是請求一個工廠方法去產生一個新的對象。因此你根本不需要Creator類層次。這一優點主要適用于像C++這樣不降類作為一級類對象的語言；E、用類動態配置應用：一些運行時刻環境允許你動態將類裝載到應用中。在像C++這樣的語言中，Prototype模式是利用這種功能的關鍵。

???????? 一個希望創建動態載入類的實例的應用不能靜態引用類的構造器。而應該由運行環境在載入時自動創建每個類的實例，并用原型管理器來注冊這個實例。這樣應用就可以向原型管理器請求新裝載的類的實例，這些類原本并沒有和程序相連接。

???????? Prototype的主要缺陷是每一個Prototype的子類都必須實現Clone操作，這可能很困難。例如，當所考慮的類已經存在時就難以新增Clone操作。當內部包括一些不支持拷貝或有循環引用的對象時，實現克隆可能也會很困難的。

???????? Prototype和Abstract Factory模式在某種方面是相互競爭的。但是它們也可以一起使用。Abstract Factory可以存儲一個被克隆的原型的集合，并且返回產品對象。大量使用Composite和Decorator模式的設計通常也可從Prototype模式處獲益。

???????? Prototype模式提供了自我復制的功能，就是說新對象的創建可以通過已有對象進行創建。Prototype模式提供了一個通過已存在對象進行新對象創建的接口(Clone)，Clone()實現和具體的實現語言相關，在C++中將通過拷貝構造函數實現之。

???????? 從一個對象再創建一個可定制的對象，而無需知道任何創建的細節，并能提高創建的性能。說白了就copy技術，把一個對象完整的copy出一份。

???????? Prototype模式通過復制原型(Prototype)而獲得新對象創建的功能，這里Prototype本身就是“對象工廠”(因為能夠產生對象)，實際上Prototype模式和Builder模式、Abstract Factory模式都是通過一個類(對象實例)來專門負責對象的創建工作(工廠對象)，它們之間的區別是：Builder模式重在復雜對象的一步步創建(并不直接返回對象)，Abstract Factory模式重在產生多個相互依賴類的對象，而Prototype模式重在從自身復制自己創建新類。

示例代碼1：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>using namespace std;class Prototype//抽象基類
{
private:string m_strName;
public:Prototype(string strName) {m_strName = strName;}Prototype() {m_strName = "";}void Show(){cout<<m_strName<<endl;}virtual Prototype* Clone() = 0;
};//class ConcretePrototype1
class ConcretePrototype1 : public Prototype
{
public:ConcretePrototype1(string strName) : Prototype(strName) {}ConcretePrototype1() {}virtual Prototype* Clone(){ConcretePrototype1* p = new ConcretePrototype1();*p = *this;//復制對象return p;}
};//class ConcretePrototype2
class ConcretePrototype2 : public Prototype
{
public:ConcretePrototype2(string strName) : Prototype(strName) {}ConcretePrototype2() {}virtual Prototype* Clone(){ConcretePrototype2* p = new ConcretePrototype2();*p = *this;//復制對象return p;}
};//客戶端
int main()
{ConcretePrototype1* test1 = new ConcretePrototype1("小王");ConcretePrototype2* test2 = (ConcretePrototype2*)test1->Clone();test1->Show();test2->Show();/* result:小王小王*/return 0;
}

示例代碼2：

prototype.h:

#ifndef _PROTOTYPE_H_
#define _PROTOTYPE_H_class Prototype
{
public:virtual ~Prototype();virtual Prototype* Clone() const = 0;
protected:Prototype();
private:
};class ConcretePrototype : public Prototype
{
public:ConcretePrototype();ConcretePrototype(const ConcretePrototype& cp);~ConcretePrototype();Prototype* Clone() const;
protected:
private:
};#endif//_PROTOTYPE_H_

prototype.cpp:

#include "prototype.h"
#include <iostream>
using namespace std;Prototype::Prototype()
{}Prototype::~Prototype()
{}Prototype* Prototype::Clone() const
{return 0;
}ConcretePrototype::ConcretePrototype()
{}ConcretePrototype::~ConcretePrototype()
{}ConcretePrototype::ConcretePrototype(const ConcretePrototype& cp)
{cout<<"ConcretePrototype copy ..."<<endl;
}Prototype* ConcretePrototype::Clone() const
{return new ConcretePrototype(*this);
}

main.cpp:

#include "prototype.h"
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{Prototype* p = new ConcretePrototype();Prototype* p1 = p->Clone();/* result:ConcretePrototype copy ...*/return 0;
}

原型模式結構圖：

參考文獻：

1、《大話設計模式C++》

2、《設計模式精解----GoF23種設計模式解析》

3、《設計模式----可復用面向對象軟件的基礎》