C# 设计模式一一原型模式

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。

二、结构图

原型模式其实就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需知道任何创建的细节。

三、实例

//工作经历类
class WorkExperience
{
	public string WorkDate
	{
		get;
		set;
	}

	public string Company
	{
		get;
		set;
	}
}

//简历类
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 SetPersonalInfo( string sex, string age )
	{
		this.sex = sex;
		this.age = age;
	}

	public void SetWorkExperience( string workDate, string company )
	{
		work.WorkDate = workDate;
		work.Company = company;
	}

	public void Display( )
	{
		Console.WriteLine( "{0} {1} {2}", name, sex, age );
		Console.WriteLine( "工作经历: {0} {1}", work.WorkDate, work.Company );
	}

	/// 

	/// 浅拷贝：针对引用类型只复制引用不复制引用对象，即原始对象和副本引用同一个对象
	/// 
	/// 
	public Object Clone( )
	{
		return (Object)this.MemberwiseClone( );
	}
}

static void Main( string[ ] args )
{
	Resume a = new Resume( "andy" );
	a.SetPersonalInfo( "男", "18" );
	a.SetWorkExperience( "1992-2000", "XX公司" );

	Resume b = (Resume)a.Clone( );
	b.SetWorkExperience( "1992-2002", "XY公司" );

	Resume c = (Resume)a.Clone( );
	b.SetWorkExperience( "1992-2001", "YY公司" );

	a.Display( );
	b.Display( );
	c.Display( );
	Console.Read( );

}

运行结果：

      上述代码运行完成后，三次显示的结果都是最后一次设置的值。这是因为由于浅表复制，所以对于值类型，没什么问题，对引用类型，就只是复制了引用，对引用的对象还是指向了原来的对象，所以就会出现给a,b,c三个引用设置“工作经历”，却同时看到三个引用都是最后一次设置，因为三个引用都指向了同一个对象。

浅复制：被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

深复制：把引用对象的变量指向复制过来的新对象，而不是原有的被引用的对象。

简历的深复制实现：

//工作经历
class WorkExperience : ICloneable
{
	public string WorkDate
	{
		get;
		set;
	}

	public string Company
	{
		get;
		set;
	}

	//“工作经历”类实现克隆方法
	public Object Clone( )
	{
		return (Object)this.MemberwiseClone( );
	}
}

//简历
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( );
	}

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

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

	public void SetWorkExperience( string workDate, string company )
	{
		work.WorkDate = workDate;
		work.Company = company;
	}

	public void Display( )
	{
		Console.WriteLine( "{0} {1} {2}", name, sex, age );
		Console.WriteLine( "工作经历: {0} {1}", work.WorkDate, work.Company );
	}

	/// 

	/// 深拷贝：把引用对象的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象。
	/// 
	/// 
	public Object Clone( )
	{
		//调用私有构造方法，让“工作经历”克隆完成,此处克隆会调用私有构造函数中的(WorkExperience)work.Clone( )实现“工作经历”深拷贝
		Resume obj = new Resume( this.work );
		//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
		obj.name = this.name;
		obj.sex = this.sex;
		obj.age = this.age;
		return obj;
	}
}

static void Main( string[ ] args )
{
	Resume a = new Resume( "andy" );
	a.SetPersonalInfo( "男", "18" );
	a.SetWorkExperience( "1992-2000", "XX公司" );

	Resume b = (Resume)a.Clone( );
	b.SetWorkExperience( "1992-2002", "YY公司" );

	Resume c = (Resume)a.Clone( );
	c.SetWorkExperience( "1992-2001", "ZZ公司" );

	a.Display( );
	b.Display( );
	c.Display( );
	Console.Read( );
}

运行结果：

       由于在一些特定场合，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。Clone()方法用来复制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，其实就是实现了原型模式的深复制。

四、原型模式的优缺点

原型模式的优点有：

1. 原型模式向客户隐藏了创建新实例的复杂性
2. 原型模式允许动态增加或较少产品类。
3. 原型模式简化了实例的创建结构，工厂方法模式需要有一个与产品类等级结构相同的等级结构，而原型模式不需要这样。
4. 产品类不需要事先确定产品的等级结构，因为原型模式适用于任何的等级结构

原型模式的缺点有：

1. 每个类必须配备一个克隆方法
2.  配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。