设计模式（六）原型模式

原型模式（Prototype），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。

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。

// 原型类
abstract class Prototype
{
  private string id;
  
  public Prototype(string id)
  {
    this.id = id;
  }

  public string Id
  {
    get { return id; }
  }
  // 抽象类关键就是有这样一个 Clone 方法
  public  abstract  Prototype  Clone();
}

// 具体原型类
class ConcretePrototype1 : Prototype
{
  public ConcretePrototype1(string id) : base(id)
  {
  }
  // 创建当前对象的浅表副本。方法是创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该对象。如果字段是值类型的，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。
  public override Prototype Clone()
  {
    return  (Prototype)this.MemberwiseClone();
  }
}

// 客户端代码
Static void Main(string[] args)
{
  ConcretePrototype1  p1 = new ConcretePrototype1( "I" );

  // 克隆类 ConcretePrototype1 的对象 p1 就能得到新的实例 c1
  ConcretePrototype1 c1 = (ConcretePrototype1)p1.Clone();

  Console.WriteLine("Cloned: {0}",  c1.Id );
  Console.Read();
}

 对于 .NET 而言，原型抽象类 Prototype 是用不着的。因为 .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()，只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。

一般在初始化的信息不发生变化的情况下，克隆是最好的方法。克隆不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。这样既隐藏了对象创建的细节，又提高了性能。

浅复制

MemberwiseClone() 方法是这样：如果字段是值类型的，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，原始对象及其复本引用同一对象。浅复制使得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

深复制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。深复制要深入很多层，需要事先就考虑好，而且要当心出现循环引用的问题。

【例】简历的深复制实现

 实现代码

// 工作经历类，实现 ICloneable 接口
class WorkExperence : 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()
  {
    return (Object)this.MemberwiseClone();
  }
}

//  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();
  }  
  // 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  Resume(WorkExperience  work)
  {
    this.work = (WorkExperience)work.Clone();
  }  
  // 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  SetWorkExperience(string workDate, string company)
  {
    work.WorkDate = workDate;
    work.Company = company;
  }
  // 显示
  public  void  Display()
  {
    Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);
    Console.WriteLine("工作经历：{0} {1} ", work.WorkDate, work.Company );
  }
  //
  public  Object  Clone()
  {
    Resume  obj = new Resume(this.work);
    obj.name = this.name;
    obj.sex = this.sex;
    obj.age = this.age;
    return  obj;
  }

}

 【总结】

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。