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原型模式---设计模式(16)

2018-06-17 21:04:56来源：未知阅读 ()

一、定义

原型模式：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。

解释：有一个设计非常复杂的对象，如果需要得到多个这样对象的时候，可以先创建一个原型对象，然后使用原型对象clone出新的对象，从而实现减少内存消耗和类实例复用的目的。

二、UML类图及基本代码

基本代码：

abstract class Prototype
    {
        private string id;
        public string ID
        {
            get { return id; }
        }

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

        public abstract Prototype Clone();
    }

    class ConcretePrototype : Prototype
    {
        public ConcretePrototype(string id)
            : base(id)
        { }

        public override Prototype Clone()
        {
            return (Prototype)this.MemberwiseClone();
        }
    }

客户端调用：

ConcretePrototype cp1 = new ConcretePrototype("a");
            ConcretePrototype cp2 = (ConcretePrototype)cp1.Clone();

三、具体实例

编写一个简历，包含姓名、性别、年龄、工作经历等，然后复制多份进行显示。

实例代码及运行结果：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume resume1 = new Resume("tom");
            resume1.SetPersonInfo("man", "17");
            resume1.SetWorkExperience("1980-1990", "xx company");

            Resume resume2 = (Resume)resume1.Clone();
            resume2.SetWorkExperience("1990-2000", "yy company");

            Resume resume3 = (Resume)resume1.Clone();
            resume3.SetPersonInfo("man", "19");

            resume1.Display();
            resume2.Display();
            resume3.Display();

            Console.Read();
        }
    }

    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;
        }

        public void SetPersonInfo(string sex, string age)
        {
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }

        public void SetWorkExperience(string timeArea, string company)
        {
            this.timeArea = timeArea;
            this.company = company;
        }

        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);
            Console.WriteLine("workexperience:{0} {1}", timeArea, company);
        }

        public object Clone()
        {
            return (object)this.MemberwiseClone();
        }
    }

View Code

实例延伸：

上述实例总MemberwiseClone（）方法是：如果字段是值类型，则对该字段执行逐位复制，如果字段是引用类型，则复制引用，但不复制引用的对象。这称之为浅拷贝，被复制对象的所有变量都含有与原来对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。接下来，将工作经历单独拿出来作为一个类在简历类中引用。如下：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume resume1 = new Resume("tom");
            resume1.SetPersonInfo("man", "17");
            resume1.SetWorkExperience("1980-1990", "xx company");

            Resume resume2 = (Resume)resume1.Clone();
            resume2.SetWorkExperience("1990-2000", "yy company");

            Resume resume3 = (Resume)resume1.Clone();
            resume1.SetWorkExperience("2000-2010", "zz company");

            resume1.Display();
            resume2.Display();
            resume3.Display();

            Console.Read();
        }
    }

    class WorkExperience
    {
        private string timeArea;
        public string TimeArea
        {
            get { return timeArea; }
            set { timeArea = value; }
        }

        private string company;
        public string Company
        {
            get { return company; }
            set { company = value; }
        }
    }

    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();
        }

        public void SetPersonInfo(string sex, string age)
        {
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }

        public void SetWorkExperience(string timeArea, string company)
        {
            work.TimeArea = timeArea;
            work.Company = company;
        }

        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);
            Console.WriteLine("workexperience:{0} {1}", work.TimeArea, work.Company);
        }

        public object Clone()
        {
            return (object)this.MemberwiseClone();
        }
    }

View Code

结果如下：

分析：工作经历是有3段，但运行结果只显示一段。由此可见浅拷贝对于类中引用对象的复制并不成功。

四、概念讲解

浅拷贝：当对象的字段值被拷贝时，字段引用的对象不会被拷贝。例如，如果一个对象有一个指向字符串的字段，并且我们对该对象做了一个浅拷贝，那么这两个对象将引用同一个字符串。

深拷贝：对对象实例中字段引用的对象也进行拷贝，如果一个对象有一个指向字符串的字段，并且我们对该对象进行了深拷贝的话，那么我们将创建一个对象和一个新的字符串，新的对象将引用新的字符串。

也就是说，执行深拷贝创建的新对象和原来对象不会共享任何东西，改变一个对象对另外一个对象没有任何影响，而执行浅拷贝创建的新对象与原来对象共享成员，改变一个对象，另外一个对象的成员也会改变。

五、实例改进

同样是上述的实例，对于有引用字段的，本例使用深拷贝，代码如下：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume resume1 = new Resume("tom");
            resume1.SetPersonInfo("man", "17");
            resume1.SetWorkExperience("1980-1990", "xx company");

            Resume resume2 = (Resume)resume1.Clone();
            resume2.SetWorkExperience("1990-2000", "yy company");

            Resume resume3 = (Resume)resume1.Clone();
            resume1.SetWorkExperience("2000-2010", "zz company");

            resume1.Display();
            resume2.Display();
            resume3.Display();

            Console.Read();
        }
    }

    class WorkExperience:ICloneable //实现ICloneable接口
    {
        private string timeArea;
        public string TimeArea
        {
            get { return timeArea; }
            set { timeArea = value; }
        }

        private string company;
        public string Company
        {
            get { return company; }
            set { company = value; }
        }

        public object Clone()
        {
            return (object)this.MemberwiseClone();
        }
    }

    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();//提供Clone方法调用的私有构造函数，以便克隆工作经历的数据
        }

        public void SetPersonInfo(string sex, string age)
        {
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }

        public void SetWorkExperience(string timeArea, string company)
        {
            work.TimeArea = timeArea;
            work.Company = company;
        }

        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);
            Console.WriteLine("workexperience:{0} {1}", work.TimeArea, work.Company);
        }

        public object Clone()
        {
            Resume obj = new Resume(this.work);//调用私有构造方法，让工作经历克隆完成，然后在给这个简历对象的相关字段赋值，最终返回一个深拷贝的对象 
            obj.name = this.name;
            obj.sex = this.sex;
            obj.age = this.age;
            return obj;
        }
    }