Глянь мій новий курс по Git! Привіт! Глянь мій новий курс по Git! Привіт! Глянь мій новий курс по Git на GitByBit.com! Привіт! Хочеш класно освіжити Git? Глянь мій новий курс на GitByBit.com!
Прототип

Прототип на Python

Прототип — це породжуючий патерн, який дозволяє копіювати об’єкти будь-якої складності без прив’язки до їхніх конкретних класів.

Усі класи-Прототипи мають спільний інтерфейс. Тому ви можете копіювати об’єкти, не звертаючи уваги на їхні конкретні типи та бути завжди впевненими в тому, що отримаєте точну копію. Клонування здійснюється самим об’єктом-прототипу, що дозволяє йому скопіювати значення всіх полів, навіть приватних.

Складність:

Популярність:

Застосування: Патерн Прототип реалізовано в базовій бібліотеці Python за допомогою модуля copy.

Ознаки застосування патерна: Прототип легко визначається в коді за наявності методів clone, copy та інших.

Концептуальний приклад

Цей приклад показує структуру патерна Прототип, а саме — з яких класів він складається, які ролі ці класи виконують і як вони взаємодіють один з одним.

main.py: Приклад структури патерна

import copy


class SelfReferencingEntity:
    def __init__(self):
        self.parent = None

    def set_parent(self, parent):
        self.parent = parent


class SomeComponent:
    """
    Python provides its own interface of Prototype via `copy.copy` and
    `copy.deepcopy` functions. And any class that wants to implement custom
    implementations have to override `__copy__` and `__deepcopy__` member
    functions.
    """

    def __init__(self, some_int, some_list_of_objects, some_circular_ref):
        self.some_int = some_int
        self.some_list_of_objects = some_list_of_objects
        self.some_circular_ref = some_circular_ref

    def __copy__(self):
        """
        Create a shallow copy. This method will be called whenever someone calls
        `copy.copy` with this object and the returned value is returned as the
        new shallow copy.
        """

        # First, let's create copies of the nested objects.
        some_list_of_objects = copy.copy(self.some_list_of_objects)
        some_circular_ref = copy.copy(self.some_circular_ref)

        # Then, let's clone the object itself, using the prepared clones of the
        # nested objects.
        new = self.__class__(
            self.some_int, some_list_of_objects, some_circular_ref
        )
        new.__dict__.update(self.__dict__)

        return new

    def __deepcopy__(self, memo=None):
        """
        Create a deep copy. This method will be called whenever someone calls
        `copy.deepcopy` with this object and the returned value is returned as
        the new deep copy.

        What is the use of the argument `memo`? Memo is the dictionary that is
        used by the `deepcopy` library to prevent infinite recursive copies in
        instances of circular references. Pass it to all the `deepcopy` calls
        you make in the `__deepcopy__` implementation to prevent infinite
        recursions.
        """
        if memo is None:
            memo = {}

        # First, let's create copies of the nested objects.
        some_list_of_objects = copy.deepcopy(self.some_list_of_objects, memo)
        some_circular_ref = copy.deepcopy(self.some_circular_ref, memo)

        # Then, let's clone the object itself, using the prepared clones of the
        # nested objects.
        new = self.__class__(
            self.some_int, some_list_of_objects, some_circular_ref
        )
        new.__dict__ = copy.deepcopy(self.__dict__, memo)

        return new


if __name__ == "__main__":

    list_of_objects = [1, {1, 2, 3}, [1, 2, 3]]
    circular_ref = SelfReferencingEntity()
    component = SomeComponent(23, list_of_objects, circular_ref)
    circular_ref.set_parent(component)

    shallow_copied_component = copy.copy(component)

    # Let's change the list in shallow_copied_component and see if it changes in
    # component.
    shallow_copied_component.some_list_of_objects.append("another object")
    if component.some_list_of_objects[-1] == "another object":
        print(
            "Adding elements to `shallow_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects adds it to `component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )
    else:
        print(
            "Adding elements to `shallow_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects doesn't add it to `component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )

    # Let's change the set in the list of objects.
    component.some_list_of_objects[1].add(4)
    if 4 in shallow_copied_component.some_list_of_objects[1]:
        print(
            "Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects "
            "changes that object in `shallow_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )
    else:
        print(
            "Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects "
            "doesn't change that object in `shallow_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )

    deep_copied_component = copy.deepcopy(component)

    # Let's change the list in deep_copied_component and see if it changes in
    # component.
    deep_copied_component.some_list_of_objects.append("one more object")
    if component.some_list_of_objects[-1] == "one more object":
        print(
            "Adding elements to `deep_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects adds it to `component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )
    else:
        print(
            "Adding elements to `deep_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects doesn't add it to `component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )

    # Let's change the set in the list of objects.
    component.some_list_of_objects[1].add(10)
    if 10 in deep_copied_component.some_list_of_objects[1]:
        print(
            "Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects "
            "changes that object in `deep_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )
    else:
        print(
            "Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects "
            "doesn't change that object in `deep_copied_component`'s "
            "some_list_of_objects."
        )

    print(
        f"id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent): "
        f"{id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent)}"
    )
    print(
        f"id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent.some_circular_ref.parent): "
        f"{id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent.some_circular_ref.parent)}"
    )
    print(
        "^^ This shows that deepcopied objects contain same reference, they "
        "are not cloned repeatedly."
    )

Output.txt: Результат виконання

Adding elements to `shallow_copied_component`'s some_list_of_objects adds it to `component`'s some_list_of_objects.
Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects changes that object in `shallow_copied_component`'s some_list_of_objects.
Adding elements to `deep_copied_component`'s some_list_of_objects doesn't add it to `component`'s some_list_of_objects.
Changing objects in the `component`'s some_list_of_objects doesn't change that object in `deep_copied_component`'s some_list_of_objects.
id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent): 4429472784
id(deep_copied_component.some_circular_ref.parent.some_circular_ref.parent): 4429472784
^^ This shows that deepcopied objects contain same reference, they are not cloned repeatedly.

Прототип іншими мовами програмування

Прототип на C# Прототип на C++ Прототип на Go Прототип на Java Прототип на PHP Прототип на Ruby Прототип на Rust Прототип на Swift Прототип на TypeScript