设计模式——原型模式

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原型模式说明：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。

下面是原型模式基本代码：

    //抽象原型类    abstract class Prototype    {        public string Id;        public Prototype(string id)        {            Id = id;        }        public abstract Prototype Clone();  //克隆方法    }

    //具体原型，继承自Prototype
    class ConcretePrototype1 : Prototype    {        public ConcretePrototype1(string id) : base(id)        {        }        public override Prototype Clone()        {
            //创建一个对象的浅表副本，不复制静态字段，值类型逐位复制，引用类型只复制引用，但不复制对象            return (Prototype)this.MemberwiseClone();          }    }

    //客户端代码
    class MainProgram    {        void Main()        {            ConcretePrototype1 c1 = new ConcretePrototype1("IQ007");            ConcretePrototype1 c2 = (ConcretePrototype1)c1.Clone(); //克隆类            Console.WriteLine("Cloned: {0}", c2.Id);            Console.Read();        }    }

原型模式即在一个原型的基础上，克隆这些原型从而创建新的对象。因为程序设计中克隆太常用了，所以.NET在System命名空间中提供了ICloneable接口，其中就是唯一的一个方法Clone()，这样只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。需要注意：MemberwiseClone()方法是浅复制操作，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；因此原始对象及其副本引用同一对象。

下面是原型模式的一个例子，求职时我们都是把一份简历模版复制多份，然后修改其中的不同信息即可。

先看一下“浅复制”的原型模式实现代码：

    //工作经历类    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;            }        }    }

    //简历类，也实现ICloneable接口    class Resume : ICloneable    {        private string name;        private string sex;        private string age;        private WorkExperience workExp;//引用工作经历对象        public Resume(string name)        {            this.name = name;            workExp = new WorkExperience();        }        //设置个人信息        public void SetPersonalInfo(string sex, string age)        {            this.sex = sex;            this.age = age;        }        //设置工作经历        public void SetWorkExp(string workDate, string workCompany)        {            workExp.WorkDate = workDate;            workExp.Company = workCompany;        }        //显示        public void Display()        {            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);            Console.WriteLine("工作经历：{0} {1}", workExp.WorkDate, workExp.Company);        }        public object Clone()        {            return (Object)this.MemberwiseClone();        }    }

    //客户端代码    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            //简历的浅复制实现            Resume res1 = new Resume("IQ007");            res1.SetPersonalInfo("男", "24");            res1.SetWorkExp("2015-10-8", "云南天游科技有限公司");            Resume res2 = (Resume)res1.Clone(); //复制简历1            res2.SetWorkExp("2016-3-1", "上海智幻软件科技有限公司");            Resume res3 = (Resume)res1.Clone(); //复制简历1            res3.SetPersonalInfo("男", "25");            res3.SetWorkExp("2016-6-12", "青岛爱维互动信息技术有限公司");            res1.Display();            res2.Display();            res3.Display();            Console.ReadKey();        }    }

运行结果如下：

 

可以发现，虽然在客户端克隆原型后的赋值不同，但是输出的信息除了年龄，其他所有信息都是最后一次修改的结果，因为年龄是整数（值类型），克隆后会复制新的值类型，而其他信息是引用类型，克隆后只复制引用，导致对象 的引用类型会保存最后一次的赋值。

下面是“深复制”的实现代码：

    //简历的深复制实现，实现ICloneable接口    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()   //工作经历类，实现Clone方法        {            return this.MemberwiseClone();        }    }

    //简历类，也实现ICloneable接口    class Resume : ICloneable    {        private string name;        private string sex;        private string age;        private WorkExperience workExp;        public Resume(string name)        {            this.name = name;            workExp = new WorkExperience();        }        //提供Clone方法调用的私有构造函数，以便克隆“工作经历”数据        private Resume(WorkExperience work)        {            this.workExp = (WorkExperience)work.Clone();    //深复制：把引用对象的变量指向复制过来的新对象        }        //设置个人信息        public void SetPersonalInfo(string sex, string age)        {            this.sex = sex;            this.age = age;        }        //设置工作经历        public void SetWorkExp(string workDate, string workCompany)        {            workExp.WorkDate = workDate;            workExp.Company = workCompany;        }        //显示        public void Display()        {            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);            Console.WriteLine("工作经历：{0} {1}", workExp.WorkDate, workExp.Company);        }        public object Clone()        {            //Clone函数调用私有的构造方法，创建一个新的Resume对象，            //让workExp克隆完成，然后再给这个“简历”对象的相关字段赋值，最终返回一个深复制的“简历对象”            Resume resume = new Resume(this.workExp);            resume.name = this.name;            resume.sex = this.sex;            resume.age = this.age;            return resume;        }    }

客户端代码不变，运行结果如下：

 可以发现，运行结果显示的三个简历信息不一样。

在一些特定的场合，会经常涉及深复制或浅复制，比如说，数据集对象DataSet，它就有Clone()方法和Copy()方法，其中Clone()方法是用来赋值DataSet的结构，但不复制DataSet的数据，实现了原型模式的浅复制；Copy()方法不但复制结构，也复制数据，实现了原型模式的深复制。