clone模式在平衡排序二叉树实现中的应用

clone模式既prototype模式,是构造模式中的一种。其意图为: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。

关键代码如下:

virtual product * prototype::clone(){
	return new prototype(this->datas);
}
virtual product * concreteprototype_1::clone(){
	//return copy of self
	return new concreteprototype_1(this->datas);
}
virtual product * concreteprototype_2::clone(){
	//return copy of self
	return new concreteprototype_2(this->datas);
}

有Java经验的会在Object中看到clone方法。

clone模式有两个问题:
(一)内存泄漏,在clone函数中新建了一个对象,如果没有在外部接收它,它就不会自己释放自己。
(二)clone一个组件,如组合模式(composite)产生的抽象对象。
第一个问题的解决方案为智能指针,有很多文献介绍过这类问题。
这里讨论如何用clone模式clone一个组件。

virtual component * component::clone(){
	component * pnew = new component(this->datas);
	for(all components of this object (this->o)){
		if(this->o != NULL)
		//复制本组件中的每一个元件
		pnew->o = this->o->clone();
	}
	return pnew;
}

譬如一个链表结点类:

class Node{
private:
	DataType datas;
	Node *   next;
public:
	virtual Node* clone(){
		Node* pnew=new Node(this->datas);
		if(this->next != NULL)pnew->next = this->next->clone();
		return pnew;
	}
	//other codes
}

这样复制一个结点与复制一个链表统一起来了,不是很好吗?大功告成。
但是不要高兴太早,现在有一个链表,是循环链表(单向),试用上面方法复制它。 你将会进入死循环,最后内存耗竭而报错.
最后一个结点的下一个为头结点,应该将其后向指针指向新建的头结点,而不是再生成一个结点。
即将上面代码改为:

...
for(all components of this object (this->o)){
	if(this->o ==NULL){
		pnew->o=NULL;
	}else if(this->o 未被复制){
		//复制本组件中的每一个元件
		pnew->o = this->o->clone();
	}else{
		pnew->o = this->o 的复制品;
	}
	return  pnew;
}

为判断组件 o 是否已经被复制应该在组件 o 中加一个标志cloned,cloned为真表示已经被复制。 为找到组件 o 的复制品应该在组件 o 中保存复制品的地址 pclone。

this->cloned=true;
this->pclone=pnew;
...
if(this->o == NULL)
	pnew->o=NULL;
}else if(this->o->cloned==false){
	//复制本组件中的每一个元件
	pnew->o = this->o->clone();
}else{
	pnew->o = this->o->pclone;
}

注意,执行一次clone操作后必须将cloned置false.
当然还有其它方法表示是否已经复制.

class Node{
	static  int Cloned=0;
	int     cloned=0;
	...
	virtual Node * clone(){
		...
		if(cloned==Cloned){
			//已经复制		
			...
		}else{
			//未复制
			...
		}
		...
	}
public:
	Node * clone_for_call(){
		Cloned++;
		return clone();
	}
	...
}

如果Cloned不溢出,就有对每个结点node,node.cloned<=Cloned(已经复制时取等号)。