Matlab原型模式

原型（prototype）模式的定义如下：用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。matlab面向对象编程有两种类，一种是value class，一种是handle class，value对象深拷贝的直接通过赋值语句即可实现（实际上是lazy copy），如下所示：

valuea.m

classdef valuea
    properties
       name
    end    
    methods
        function obj = valuea(name)
            obj.name = name;
        end 
    end
end

测试代码：

 

handle类是引用类，相当于java的引用变量，变量指向具体的地址，handle对象的赋值操作实际上只是浅拷贝，没有拷贝对象的实际数据。如下图所示：

refb.m

classdef refb < handle
    properties
        name
    end
    methods
        function obj = refb(name)
           obj.name = name;          
        end
    end
end

测试代码：

 

注：一个类如果同时继承value类和handle类时，需要在value基类加上关键词handlecompatible,如下所示，其继承后的类仍然是value类。

classdef(handlecompatible) basev
end

出了项目的实际需要，需要对handle类进行深拷贝，可以仿照java的原型模式在handle类中加入clone方法：

refa.m

classdef refa < handle
    properties
        name
        refb
    end
    methods
        function obj = refa()
        end
        function copyobj = clone(obj)
            copyobj = refa();
            copyobj.name = obj.name;
            copyobj.refb = obj.refb.clone();
        end
    end
end

refb.m

classdef refb < handle
    properties
        name
    end
    methods
        function obj = refb()            
        end
        function copyobj = clone(obj)
            copyobj = refb();
            copyobj.name = obj.name;
        end
    end
end

test1.m

a = refa();
a.name = 'a-name';
a.refb = refb();
a.refb.name = 'a-rb-name';
b = a.clone();
b.refb.name = 'b-rb-name';
disp(b.refb.name);
disp(a.refb.name);

结果：

如果要克隆多个属性，可以借助meta.class来实现：

refaa.m

classdef refaa < handle
    properties
        name
        refbb
    end
    methods
        function obj = refaa()
        end
        function copyobj = clone(obj)
            copyobj = refaa();
            metaobj = metaclass(obj);
            props = {metaobj.propertylist.name};
            for i = 1:length(props)
                prop = obj.(props{i});
                if(isa(prop,'handle'))
                    copyobj.(props{i}) = prop.clone();
                else
                    copyobj.(props{i}) = prop;
                end
            end
        end
    end
end

refbb.m

classdef refbb < handle
    properties
        name
    end
    methods
        function obj = refbb()            
        end
        function copyobj = clone(obj)
            copyobj = refbb();
            metaobj = metaclass(obj);
            props = {metaobj.propertylist.name};
            for i = 1:length(props)
                prop = obj.(props{i});
                if(isa(prop,'handle'))
                    copyobj.(props{i}) = prop.clone();
                else
                    copyobj.(props{i}) = prop;
                end
            end
        end
    end
end

test2.m

a = refaa();
a.name = 'a-name';
a.refbb = refbb();
a.refbb.name = 'a-rb-name';
b = a.clone();
b.refbb.name = 'b-rb-name';
disp(b.refbb.name);
disp(a.refbb.name);

运行结果

另外在matlab r2011a开始，可以使用matlab.mixin.copyable自动克隆一个对象，可以利用copy函数来实现对象的克隆。这类似于java的cloneable类。不过不能对属性做递归的深拷贝，如果要实现深拷贝，需要重写copyelement方法，代码如下：

ah.m

classdef ah < matlab.mixin.copyable
    properties
        name
        bh
    end
    methods(access = protected)
        function copyobj = copyelement(obj)
           copyobj = [e-mail](obj);
           metaobj = metaclass(obj);
            props = {metaobj.propertylist.name};
            for i = 1:length(props)
                prop = obj.(props{i});
                if(isa(prop,'handle'))
                    copyobj.(props{i}) = copy(prop);
                end
            end
        end
    end
end

bh.m

classdef bh < matlab.mixin.copyable
    properties
        name
    end
end

test3.m

a = ah();
a.name = 'a-name';
a.bh = bh();
a.bh.name = 'a-rb-name';
b = copy(a);
b.bh.name = 'b-rb-name';
disp(b.bh.name);
disp(a.bh.name);

测试结果：