设计模式-原型设计模式（Prototype）

设计模式-原型设计模式（Prototype）
2007年04月12日 星期四 20:50

分类：创建型模式 一、应用场景 在一个特定的场景中经常需要出现多个相同但状态各异的对象，通常的解决方法是通过new创建这些对象之后分别去设置这些对象的状态。原型设计模式提供了更快捷、更有效的解决方法。 二、意图 通过复制（克隆、拷贝）一个指定类型的对象来创建更多同类型的对象。这个指定的对象可被称为“原型”对象，也就是通过复制原型对象来得到更多同类型的对象。 三、关于拷贝 在C#中，拷贝一个对象可以调用对象的clone()方法，如果其实现了ICloneable接口。对象的拷贝分为两种：深拷贝与浅拷贝。所谓深拷贝指的是拷贝出来的对象与原有对象不共享任何数据，这里可以假设一个对象含有一个引用类型的字段A，那么拷贝出来的新对象与原有对象的字段A分别指向不同内存位置，也就是说修改新对象的字段A不会影响原对象的字段A（新对象与原有对象除了类型相同之外没有任何关系）。浅拷贝则不然，如果一个对象中含有一个引用类型的字段A，那么在通过浅拷贝得到新对象之后，新对象与原对象的字段A指向的是同一个内存位置，显然，对新对象字段A的修改必定要影响原对象的字段A，这可以说是原型设计模式最关键的部分。 在.net中提供了一个MemberwiseClone()方法，这个方法用于实现对象的浅拷贝。但如果想实现对象的深拷贝，则类必须实现ICloneable接口并重写clone()方法。 原型设计模式就是利用对象的“拷贝”来解决特定场景下的对象创建工作。 四、结构与角色 角色： 客户：使用原型对象的客户程序 抽象原型（抽象产品）：规定了具体原型对象必须实现的接口（如果要提供深拷贝，则必须具有实现ICloneable的规定） 具体原型（具体产品）：从抽象原型派生而来，是客户程序使用的对象。 五、代码示例（这里只指供浅拷贝实现） /// <summary> /// 抽象原型 /// </summary> public abstract class Car { public Car() { //... } public abstract string CarName { get ; set ; } public abstract string Location { get ; set ; } public abstract object Clone(); } //具体原型(这是奥迪车) public class AudiCar : Car { private string _carName = "奥迪" ; private string _location = "" ; public AudiCar() { //... } public override string CarName { get { return _carName ; } set { _carName = value ; } } public override string Location { get { return _location ; } set { _location = value ; } } public override object Clone() { return this.MemberwiseClone() ; } } //具体原型(这宝马车) public class BMWCar : Car { private string _carName = "宝马" ; private string _location = "" ; public BMWCar() { //... } public override string CarName { get { return _carName ; } set { _carName = value ; } } public override string Location { get { return _location ; } set { _location = value ; } } public override object Clone() { return this.MemberwiseClone() ; } } 客户调用： //创建对象 BMWCar tBMWCar = new BMWCar() ; tBMWCar.Location = "中国" ; tBMWCar.CarName = "宝马A" ; //拷贝对象 BMWCar tBMWCar1 = (BMWCar)tBMWCar.Clone() ; //设置新对象属性 tBMWCar1.CarName = "宝马B" ; Response.Write( tBMWCar.CarName + "在" + tBMWCar.Location + "<br>") ; Response.Write(tBMWCar1.CarName + "在" + tBMWCar1.Location ) ; 运行结果： 宝马A在中国 宝马B在中国 不难理解，如果需要同类型但不同状态的对象时，可以Clone，这样，在新的对象产生后只需要根据情况设置新对象状态即可。（这里，新对象利用了原对象的部分状态，可以说这是原型的特点，即动态获取对象状态） 六、带原型管理器的原型设计模式 这是原型设计模式的另一种使用方式，它比我们上面要多一种角色 原型管理器角色（Prototype Manager）：该角色用于创建具体的原型类对象，并且把已经创建过的对象保存下来。说白了就是先创建对象并将其保存下来（由管理器完成）然后利用Clone()方法来创建新对象。 结构图为： 代码示例 因为没有什么新意，所以不写了。

意图：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过靠背这些原型创建新的对象

适用性：

1.当一个系统应该独立于它的产品、构成和表示时，要使用prototype模式

2.当要实例化的类是在运行时刻指定时

3.为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时

4.当一个类的实力只能有几个不同状态组合中的一种时

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace PrototypePattern
{
public abstract class NormalActor
{
public abstract NormalActor Clone();
}

public abstract class FlyActor
{
public abstract FlyActor Clone();
}

public abstract class WaterActor
{
public abstract WaterActor Clone();
}

[Serializable(true)]
public class NormalActorA : NormalActor
{

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

public class FlyActorA : FlyActor
{

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

public class WaterActorA : WaterActor
{

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

public class GameSystem
{
public void run(NormalActor normalActor,FlyActor flyActor,WaterActor waterActor)
{
NormalActor nomalActorA = normalActor.Clone();
NormalActor nomalActorB = normalActor.Clone();

FlyActor flyActorA = flyActor.Clone();
FlyActor flyActorB = flyActor.Clone();

WaterActor waterActorA = waterActor.Clone();
WaterActor waterActorB = waterActor.Clone();
}
}

public class TestApp
{
public static void Main()
{
GameSystem gp = new GameSystem();
gp.run(new NormalActorA(),new FlyActorA(),new WaterActorA());
}
}
}