第四天：创建型模式--原型模式

零、原型模式

• 什么是原型模式：
  原型模式无非就是克隆一个对象，其最简单的形式就是一个 clone() 函数，接受一个对象作为输入参数，返回输入对象的一个副本。在 Python 中可以使用 copy.deepcopy() 函数来完成。

• 什么是副本：
  一个对象在 某一时间点 的 完全 复制，时间是一个重要元素，因为它会影响克隆所包含的内容。

• 引用和副本间的区别：
  如果A和B都持有同一个对象的引用，那么A修改对象后，B就能看到对象的修改，反之亦然。
  如果A和B都持有一个对象的副本，呢么A修改所持有的副本，B是看不到修改的，反之亦然。因为A和B所持有的副本是两个独立的内存地址。

一、身边的例子

• 细胞的分裂。细胞核分裂产生两个新的细胞核，这两个细胞都具有原来细胞相同的染色体、DNA等。
• VTK（可视化工具套件）。VTK是一个开源的跨平台的系统，用于三位计算图形和图片处理以及可视化。VTK利用原型模式来创建几何元素。
• Python中很多应用也都使用了原型模式。

二、什么情况下使用

1. 当我们已有一个对象，并希望创建该对象的一个完整副本时；
2. 在我们知道对象的某些本分会被改变，但有希望保持原有的对象不变时；
3. 我们想复制一个复杂的对象时。

三、应用案例

下面我们来看一个案例，利用原型模式展示一个图书的各个版本信息

import copy
from collections import OrderedDict


class Book:
    def __init__(self, name, authors, price, **rest):
        '''rest的例子有：出版商、长度、标签、出版日期'''
        self.name = name
        self.authors = authors
        self.price = price
        self.__dict__.update(rest)

    def __str__(self):
        mylist = []
        ordered = OrderedDict(sorted(self.__dict__.items()))
        for i in ordered.keys():
            mylist.append('{}：{}'.format(i, ordered[i]))
            if i == 'price':
                mylist.append('$')
            mylist.append('\n')
        return ''.join(mylist)


class Prototype:
    def __init__(self):
        self.objects = dict()

    def register(self, identifiter, obj):
        self.objects[identifiter] = obj

    def unregister(self, identifier):
        del self.objects[identifier]

    def clone(self, identifier, **attr):
        found = self.objects.get(identifier)
        if not found:
            raise ValueError('Incorrect object identifier:{}'.format(identifier))
        obj = copy.deepcopy(found)
        obj.__dict__.update(attr)
        return obj


def main():
    b1 = Book('The Cprogramming Language', ('Brian W.Kernighan', 'Dennis M.Ritchie'), price=118,
              publisher='Prentice Hall', length=228, publication_date='1978-02-22',
              tags=('C', 'programming', 'algorithma', 'algorihma', 'data structures'))

    prototype = Prototype()
    cid = 'k&r-first'
    prototype.register(cid, b1)
    b2 = prototype.clone(cid, name='The CProgramming Language(ANSI)', price=48.99, length=274,
                         publication_date='1988-04-01', edition=2)
    for i in (b1, b2):
        print(i)
    print('ID b1:{}!= ID b2:{}'.format(id(b1), id(b2)))


if __name__ == '__main__':
    main()