小菜学习设计模式（四）—原型（Prototype）模式

前言

设计模式目录：

小菜学习设计模式（一）—模板方法（Template）模式

小菜学习设计模式（二）—单例（Singleton）模式

小菜学习设计模式（三）—工厂方法（Factory Method）模式

小菜学习设计模式（四）—原型（Prototype）模式

小菜学习设计模式（五）—控制反转（Ioc）

持续更新中。。。

本篇目录：

概述

实现

深拷贝（Deep Copy）

后记

　　其实说到原型模式，大家可能会想到Clone，其实也不尽然，在我们的日常生活中，原型（Prototype）模式也可以经常看到：

你觉得某位明星的发型很好看，你也想做个和他一样的发型，于是你拿个照片去理发店说：我要做个和这个一模一样的发型。

　　其实那个明星的发型某种意义上说就是原型，因为已经有发型参考了，所以发型师会很快的做出来。就像我们在编程时，当创建一些对象（特别是大对象）非常耗时时，或者创建过程非常复杂时，原型模式就会很有用。

概述

　　我们看下GoF对原型（Prototype）模式下的定义：

使用原型模型实例指定将要创建的对象类型，通过复制这个实例创建新的对象。

　　从这个定义中，我们可以分解下，其实说的意思就是：指定类型，复制对象。就像上面的例子，造型就是一个指定的类型，然后去复制此类型的对象。原型模型的简单静态类图：

/// <summary>
/// 心脏类
/// </summary>
public class Heart
{
private int _size;
private int _volume;
/// <summary>
/// 大小
/// </summary>
public int Size
{
get { return _size; }
set { _size = value; }
}
/// <summary>
/// 体积
/// </summary>
public int Volume
{
get { return _volume; }
set { _volume = value; }
}
}

/// <summary>
/// baby类
/// </summary>
public class Baby : ICloneable
{
private string _name;
private string _description;
private Heart _hearttype;
/// <summary>
/// 名称
/// </summary>
public string Name
{
get { return _name; }
set { _name = value; }
}
/// <summary>
/// 描述
/// </summary>
public string Description
{
get { return _description; }
set { _description = value; }
}
/// <summary>
/// 心脏特征
/// </summary>
public Heart HeartType
{
get { return _hearttype; }
set { _hearttype = value; }
}

#region ICloneable 成员
public object Clone()
{
return this.MemberwiseClone();
}
#endregion
}

View Code
　　测试代码：

static void Main(string[] args)
{
Baby baby1 = new Baby();
baby1.Name = "I'm baby1";
baby1.Description = "I'm baby";
baby1.HeartType = new Heart() { Size = 111, Volume = 222 };
Baby baby2 = (Baby)baby1.Clone();
baby2.Name = "I'm baby2";

Console.WriteLine("baby1 info:");
Console.WriteLine(baby1.Name);
Console.WriteLine(baby1.Description);
Console.WriteLine("baby2 info:");
Console.WriteLine(baby2.Name);
Console.WriteLine(baby2.Description);
Console.WriteLine("The heart of the different:");
Console.WriteLine(baby1.HeartType == baby2.HeartType);
}

　　运行结果：



　　我们可以看到baby1.HeartType和baby2.HeartType的引用地址是一样的，这种就是浅拷贝（Shallow Copy），就说明baby1和baby2公用一个心脏，是连体双胞胎。

深拷贝（Deep Copy）

　　其实上面的代码稍微修改下就是深拷贝，如下：

static void Main(string[] args)
{
Baby baby1 = new Baby();
baby1.Name = "I'm baby1";
baby1.Description = "I'm baby";
baby1.HeartType = new Heart() { Size = 111, Volume = 222 };
Baby baby2 = (Baby)baby1.Clone();
baby2.HeartType = new Heart() { Size = 111, Volume = 222 };//重新创建对象
baby2.Name = "I'm baby2";

Console.WriteLine("baby1 info:");
Console.WriteLine(baby1.Name);
Console.WriteLine(baby1.Description);
Console.WriteLine("baby2 info:");
Console.WriteLine(baby2.Name);
Console.WriteLine(baby2.Description);
Console.WriteLine("The heart of the different:");
Console.WriteLine(baby1.HeartType == baby2.HeartType);
}

　　上面给baby2重新创建一个和baby1一样的心脏，而不是公用一个，运行结果：



　　可以看到baby1.HeartType和baby2.HeartType的引用地址是不一样的，虽然是一样的心脏，但是是两个独立相同的心脏，其实上面的方法并不算是深拷贝，只是实现了深拷贝的效果，因为并不是在拷贝中完成的。这种气势有个不好的地方，当一个对象中有很多对象组合的时候，而且这个对象内部很复杂，我们不可能复制完之后，每个对象的去重新赋值，这样实现深拷贝就没有什么意义。当然还有一种实现深拷贝的方式就是序列化，必须在类的前面加上[Serializable]表示，指示这个类是可以序列化的，我们把Clone()的方法修改下：

public object Clone()
{
object result = null;
MemoryStream stream = new MemoryStream();
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(stream, this);
stream.Close();
byte[] streamByte = stream.ToArray();
MemoryStream stream2 = new MemoryStream(streamByte);
result = formatter.Deserialize(stream2);
stream2.Close();
return result;
}

　　现在Clone()方法做的工作就是序列化和反序列化，我们使用浅拷贝的测试代码，运行结果为：



　　baby1.HeartType和baby2.HeartType的引用地址是不一样的，和上面重新赋值对象的效果是一样的，但是我们调用的时候没有做额外的操作，就可以实现此效果，但是序列化和反序列化是比较耗时的，这点也需要注意下。

　　示例代码下载：Prototype.rar

后记

　　关于创建型模式上面几篇说的差不多，还有个针对工厂方法模式出现问题的解决方案，下面就是结构型模式了，还在学习中，未完待续。。。