設計模式學習筆記九：原型模式（Prototype Pattern）

1．概述
????意圖：我們將已經存在的對象作為原型，用戶可以通過復制這些原型創建新的對象。
????使用場合：當一個系統應該獨立于產品的創建、構造和表示時，可以使用原型模式。在原型模式中，產品的創建和初始化再類的Clone方法中完成。在使用是，我們可以用一些列原型對象來代替生成相應對象的工廠對象，并且可以使拷貝、粘貼等操作獨立于需要復制的對象。
????結構：
????原型模式（Prototype）：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。原型模式說白了就是從一個對象再創建另外一個可定制的對象，而且不需要直到任何創建的細節。
?????
????原型模式基本代碼：
????原型類：
Code
public?abstract?class?Prototype
????{
????????private?string?id;

????????//?Constructor?
????????public?Prototype(string?id)
????????{
????????????this.id?=?id;
????????}

????????//?Property?
????????public?string?Id
????????{
????????????get?{?return?id;?}
????????}

????????public?abstract?Prototype?Clone();
????}
????具體原型類：

Code
public?class?ConcretePrototype1?:?Prototype
????{
????????//?Constructor?
????????public?ConcretePrototype1(string?id)
????????????:?base(id)
????????{
????????}

????????public?override?Prototype?Clone()
????????{
????????????//?Shallow?copy?
????????????return?(Prototype)this.MemberwiseClone();
????????}
????}


????public?class?ConcretePrototype2?:?Prototype
????{
????????//?Constructor?
????????public?ConcretePrototype2(string?id)
????????????:?base(id)
????????{
????????}

????????public?override?Prototype?Clone()
????????{
????????????//?Shallow?copy?
????????????return?(Prototype)this.MemberwiseClone();
????????}
????}
????客戶端：
Code
????????????ConcretePrototype1?p1?=?new?ConcretePrototype1("I");
????????????ConcretePrototype1?c1?=?(ConcretePrototype1)p1.Clone();
????????????Console.WriteLine("Cloned:?{0}",?c1.Id);

????????????ConcretePrototype2?p2?=?new?ConcretePrototype2("II");
????????????ConcretePrototype2?c2?=?(ConcretePrototype2)p2.Clone();
????????????Console.WriteLine("Cloned:?{0}",?c2.Id);
????2． 實例
????對于.NET而言，原型模式抽象類Prototype是用不著的，在.NET中System命名空間中提供了ICloneable接口，其中就是唯一的一個方法Clone(),這樣我們只需要實現這個接口就可以完成原型模式了。
????下面看大話設計模式中的簡歷的原型實現：
代碼結構圖：

????簡歷類：
Code
public?class?Resume?:?ICloneable
????{
????????private?string?name;
????????private?string?sex;
????????private?string?age;
????????private?string?timeArea;
????????private?string?company;

????????public?Resume(string?name)
????????{
????????????this.name?=?name;
????????}

????????//設置個人信息
????????public?void?SetPersonalInfo(string?sex,?string?age)
????????{
????????????this.sex?=?sex;
????????????this.age?=?age;
????????}
????????//設置工作經歷
????????public?void?SetWorkExperience(string?timeArea,?string?company)
????????{
????????????this.timeArea?=?timeArea;
????????????this.company?=?company;
????????}

????????//顯示
????????public?void?Display()
????????{
????????????Console.WriteLine("{0}?{1}?{2}",?name,?sex,?age);
????????????Console.WriteLine("工作經歷：{0}?{1}",?timeArea,?company);
????????}

????????public?Object?Clone()
????????{
????????????return?(Object)this.MemberwiseClone();
????????}

}
????客戶端調用：

Code
static?void?Main(string[]?args)
{
????Resume?a?=?new?Resume("大鳥");
????a.SetPersonalInfo("男",?"29");
????a.SetWorkExperience("1998-2000",?"XX公司");
????Resume?b?=?(Resume)a.Clone();
????b.SetWorkExperience("1998-2006",?"YY企業");
????Resume?c?=?(Resume)a.Clone();
????c.SetPersonalInfo("男",?"24");
????a.Display();
????b.Display();
????c.Display();
????Console.Read();
}

????結果顯示：
????大鳥男 29
????工作經歷 1998-2000 XX公司
????大鳥 29
????工作經歷 1998-2006 YY公司
????大鳥男 24
????工作經歷 1998-2000 XX公司
????一般在初始化的信息不發生變化的情況下，克隆是最好的方法。這既隱藏了對象的創建細節，又對性能是大大的提高。
????下面我們來看深克隆和淺克隆:
????在上面的簡歷類中，數據都是string型的，而string是一種擁有值類型特點的特殊引用類型，MemberwiseClone()方法對于值類型的字段執行逐位復制，對于引用類型，則只復制引用的對象，因此，原對象及其副本引用同一個對象。我們看下面的引用類型的簡歷克隆的代碼實現：
????代碼結構圖：



????詳細代碼：
????工作經歷類：
Code
//工作經歷
????public?class?WorkExperience
????{
????????private?string?workDate;
????????public?string?WorkDate
????????{
????????????get?{?return?workDate;?}
????????????set?{?workDate?=?value;?}
????????}
????????private?string?company;
????????public?string?Company
????????{
????????????get?{?return?company;?}
????????????set?{?company?=?value;?}
????????}
????}

????簡歷類：
Code
//簡歷
????public?class?Resume?:?ICloneable
????{
????????private?string?name;
????????private?string?sex;
????????private?string?age;

????????private?WorkExperience?work;

????????public?Resume(string?name)
????????{
????????????this.name?=?name;
????????????work?=?new?WorkExperience();
????????}

????????//設置個人信息
????????public?void?SetPersonalInfo(string?sex,?string?age)
????????{
????????????this.sex?=?sex;
????????????this.age?=?age;
????????}
????????//設置工作經歷
????????public?void?SetWorkExperience(string?workDate,?string?company)
????????{
????????????work.WorkDate?=?workDate;
????????????work.Company?=?company;
????????}

????????//顯示
????????public?void?Display()
????????{
????????????Console.WriteLine("{0}?{1}?{2}",?name,?sex,?age);
????????????Console.WriteLine("工作經歷：{0}?{1}",?work.WorkDate,?work.Company);
????????}

????????public?Object?Clone()
????????{
????????????return?(Object)this.MemberwiseClone();
????????}

????}

????客戶端：
??????static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????Resume?a?=?new?Resume("大鳥");
????????????a.SetPersonalInfo("男",?"29");
????????????a.SetWorkExperience("1998-2000",?"XX公司");

????????????Resume?b?=?(Resume)a.Clone();
????????????b.SetWorkExperience("1998-2006",?"YY企業");

????????????Resume?c?=?(Resume)a.Clone();
????????????c.SetPersonalInfo("男",?"24");
????????????c.SetWorkExperience("1998-2003",?"ZZ企業");

????????????a.Display();
????????????b.Display();
????????????c.Display();

????????????Console.Read();
????????}

????

下面我們看運行結果：?
????大鳥男 29
????工作經歷 1998-2003 ZZ企業
????大鳥 29
????? 工作經歷 1998-2003 ZZ企業
????大鳥男 24
????? 工作經歷 1998-2003 ZZ企業

????由于MemberwiseClone()方法是淺表復制（克隆），對于值類型克隆沒有問題，對于引用類型對象，只復制了引用，對引用的對象還是指向了原來的對象，所以就會出現我給a、b、c三個引用設置‘工作經歷’，但卻同時看到三個引用都是最后一次設置，因為三個引用都指向了同一個對象。
????“淺復制”，被復制對象的所有變量都含有與原來的對象相同的值，而所有的對其他對象的引用都仍然指向原來的對象。
????“深復制”，深復制把引用對象的變量指向復制過的對象，而不是原有的被引用的對象。
????下面來看深復制的實現：
???? 代碼結構圖：


????實現代碼：
????工作經驗類：

???//工作經歷
????public?class?WorkExperience?:?ICloneable
????{
????????private?string?workDate;
????????public?string?WorkDate
????????{
????????????get?{?return?workDate;?}
????????????set?{?workDate?=?value;?}
????????}
????????private?string?company;
????????public?string?Company
????????{
????????????get?{?return?company;?}
????????????set?{?company?=?value;?}
????????}

????????public?Object?Clone()
????????{
????????????return?(Object)this.MemberwiseClone();
????????}
????}
????簡歷類：

Code
?//簡歷
????public?class?Resume?:?ICloneable
????{
????????private?string?name;
????????private?string?sex;
????????private?string?age;

????????private?WorkExperience?work;

????????public?Resume(string?name)
????????{
????????????this.name?=?name;
????????????work?=?new?WorkExperience();
????????}

????????private?Resume(WorkExperience?work)
????????{
????????????this.work?=?(WorkExperience)work.Clone();
????????}

????????//設置個人信息
????????public?void?SetPersonalInfo(string?sex,?string?age)
????????{
????????????this.sex?=?sex;
????????????this.age?=?age;
????????}
????????//設置工作經歷
????????public?void?SetWorkExperience(string?workDate,?string?company)
????????{
????????????work.WorkDate?=?workDate;
????????????work.Company?=?company;
????????}

????????//顯示
????????public?void?Display()
????????{
????????????Console.WriteLine("{0}?{1}?{2}",?name,?sex,?age);
????????????Console.WriteLine("工作經歷：{0}?{1}",?work.WorkDate,?work.Company);
????????}

????????public?Object?Clone()
????????{
????????????Resume?obj?=?new?Resume(this.work);

????????????obj.name?=?this.name;
????????????obj.sex?=?this.sex;
????????????obj.age?=?this.age;


????????????return?obj;
????????}

????}
????客戶端代碼與上面相同，執行結果：
????大鳥男 29
????工作經歷 1998-2000 XX公司
????大鳥 29
????工作經歷 1998-2006 YY企業
????大鳥男 24
????工作經歷 1998-2003 ZZ企業
????3． 總結
????優缺點：
????使用原型模式有以下優點：
????（1）。在運行時增加或刪除產品，只要通過客戶端注冊原型實例即可將新產品類型增加到系統中，例如組態軟件中工具箱中的每個工具可以對應一個注冊的原型對象，可以通過增加原型對象擴展工具箱。
????（2）。很容易的創建復雜的對象：在圖像編輯和組態等軟件中，經常需要創建復雜的圖元，這些圖元是由簡單的圖元組成的，采用原型模式可以很容易的將復雜圖元作為一般圖元來使用，是軟件的工具箱具有擴展功能。
????（3）。減少工廠的層次：由于在.NET中可以使用反射工廠，因此這個優勢并不明顯。
????使用原型模式的缺點：是在有些情況下克隆功能不容易實現，特別是在遇到對象的循環引用時。
????在.NET中的很多類支持原型模式，例如我們希望獲得一個與現有數據集（DataSet）結構相同的數據集，既可以采用克隆的方法。注意，DataSet有Clone()和Copy()兩個方法，Clone()方法用來復制DataSet的結構，但不復制DataSet的數據，實現了原型模式的淺復制，Copy()方法，不但復制結構，也復制數據，實現了原型模式的深復制。

轉載于:https://www.cnblogs.com/peida/archive/2008/06/26/1230129.html

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