浅谈原型模式

近期菜鸟D在看《大话设计模式》，看到原型模式，有一点自己的想法，所以就记下来。

老规矩，解释定义：

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。

Prototype原型模式是一种创建型设计模式，Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。 ——来自百度

由于感觉光看书不动手实践一下有点不靠谱，就按着自己的理解写了段代码，情景参照《大话设计模式》第9章，简历的复制。

代码如下：

//原型类实现接口ICloneable
public class Prototype : ICloneable
    {

        public string ID { get; private set; }

        public string Exp { get; set; }

        private Company company = new Company();

        public Prototype(string id)
        {
            ID = id;
        }

        public void SetExp(string exp)
        {
            Exp = exp;
        }

        #region 引用类型的拷贝

        //SetCompany是浅拷贝
        public void SetCompany(string address)
        {
            company.Address = address;
        }

        //SetCompany1是深拷贝
        public void SetCompany1(string address)
        {
            Company c = (Company)company.Clone();
            c.Address = address;
            company = c;
        }

        #endregion

        public void Show()
        {
            Console.WriteLine("id:{0} exp:{1} company:{2}", ID, Exp, company.Address);
        }

        public object Clone()
        {
            return MemberwiseClone();
        }
    }

//公司类，也可以拷贝
public class Company : ICloneable
    {

        private string address;

        public string Address
        {
            get { return address; }
            set { address = value; }
        }

        public object Clone()
        {
            return MemberwiseClone();
        }
    }

//客户端
            Prototype p1 = new Prototype("1");
            p1.SetExp("半年经验");
            p1.SetCompany("世纪财富中心");
            //p1.Show();
            Prototype p2 = (Prototype)p1.Clone();
            p2.SetExp("1年经验");
            p2.SetCompany("帝国大厦");
            //p2.Show();
            Prototype p3 = (Prototype)p1.Clone();
            p3.SetCompany1("华尔街");
            //p3.Show();

            p1.Show();
            p2.Show();
            p3.Show();

            //执行客户端的注释代码会发现有不同的结果，所以代码的执行逻辑也必须要理清

运行结果：

结果1：

结果2：

结果3：

代码的分析：

在客户端代码中p2没有调用构造方法，而是调用p1的clone方法，所以内存中没有产生新的对象，p2引用p1的对象。当p2修改company时，p1的company也发生改变。p3同样调用p1的clone方法，但是p3使用SetCompany1来设置company，在SetCompany1的内部并不是直接给company赋值，而是重新克隆company，赋值给company字段，所以p3修改并没有将p1，p2的修改覆盖。出现运行结果1。

在调整代码的执行顺序之后，可以看到p2的修改似乎没有影响p1（如结果2），但其实p2的修改已经影响了p1，只是p1的输出在前面执行。于是在结果3中可以看到修改。

从以上代码及其结果，不难看出是深拷贝和浅拷贝以及代码的执行顺序的影响。

原源码（大话设计模式P88）是通过在私有的构造函数中克隆WorkExperience,并将克隆体赋值给自己，从而产生区别。大话设计模式P87有深拷贝，浅拷贝的介绍。

结合C++的知识，浅拷贝是将新对象的指针指向原有的对象，不再复制原有对象。深拷贝是将原有对象复制一个份，让新对象的指针指向复制后的地址。（如下附图）

结合C#的知识，浅拷贝是新对象引用原有对象，内存中没有产生新的对象。深拷贝是在内存中开辟空间创建对象，并将原有对象的值复制，新对象引用内存中新产生的对象，只是与原有对象的值一致，从内存地址上看和原有对象没有关系。

应用的场景：

从代码角度来说，避免创建对象时的初始化过程(如果这个过程占用的时间和资源都非常多)，或者是希望避免使用工厂方法来实现多态的时候，可以考虑原型模式。

　　从应用角度来说，如果你创建的对象是多变化、多等级的产品，或者产品的创建过程非常耗时的时候(比如，有一定的计算量，或者对象创建时需要从网络或数据库中获取一定的数据)，或者想把产品的创建独立出去，不想了解产品创建细节的时候可以考虑使用。

注意事项：

深拷贝和浅拷贝的使用场景，哪些是公有的允许修改的，哪些是不允许修改的。值类型和引用类型在深浅拷贝中的结果是不一样的。

拷贝原型并进行修改意味着原型需要公开更多的数据，对已有系统实现原型模式可能修改的代价比较大。

附图：

部分内容摘自 http://www.cnblogs.com/promise-7/archive/2012/06/01/2530734.html

菜鸟D希望这篇文章对您有所帮助。