小看--原型模式

前面我们说过了单例模式，是用来强制保证同一个进程内只有一个对象；享元模式：利用第三方工厂来创建对象，也可以保证一个进程内只有一个对象（非强制保证）；那么今天我们来讲讲原型模式；先不说概念了，直接看下面一个例子；

（一）原型模式

下面是一个StudentSingleton，里面是可以保证一个进程内只有一个对象了的（简单的保证)

 public class StudentSingleton {
        private StudentSingleton()
        {
            Thread.Sleep(2000);
            long lResult = 0;
            for (var i = 0; i <= 100000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被构造");
        }

        /// <summary>
        /// 单例
        /// </summary>
        private static  StudentSingleton _studentSingleton=new StudentSingleton();

        public static StudentSingleton CreateInstance()
        {
            return _studentSingleton;
        }
    }

下面我们在两个地方要用到这个StudentSingleton的对象；

 var studentSingleTone1 = StudentSingleton.CreateInstance();
            studentSingleTone1.Name = "zhangzhen";
            studentSingleTone1.Id = "111";
            Console.WriteLine("第一个对象的Name"+studentSingleTone1.Name);
            Console.WriteLine("第一个对象的Id" + studentSingleTone1.Id);

            var studentSingleTone2 = StudentSingleton.CreateInstance();
            studentSingleTone2.Name = "1zhangzhen1";
            studentSingleTone2.Id = "222";
            Console.WriteLine("第二个对象的Name" + studentSingleTone2.Name);
            Console.WriteLine("第二个对象的Id" + studentSingleTone2.Id);
            Console.WriteLine("----------------");
            Console.WriteLine("第一个对象的Name" + studentSingleTone1.Name);
            Console.WriteLine("第一个对象的Id" + studentSingleTone1.Id);

第二个对象的值改变和会影响第一个（这个也是单例模式的缺点），于是我们就提出，有没有这样一种方法，能够保证大家一起修改，不会互相影响呢?----------接下来解决这个问题就是原型模式，原型模式是为了解决同一个进程如何保证只被构造一次，然后还可以做到互不影响（对象重用）；

（二）浅拷贝

那接下来就来解决我们刚刚说的那个问题，上面的单例模式，虽然做到了同一个进程只有一个对象，但是对象操作相互影响。

原型模式：1、保证对象同一个进程内，只被构造一次。2、还要做到对象操作相互不影响。

解决思路就是在单例模式的基础，既然要做到对象操作相互不影响，那么就每次创建对象返回的时候，返回一份拷贝。

 public class StudentPrototype {

        public string Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        private StudentPrototype() {
            Thread.Sleep(2000);
            long lResult = 0;
            for (var i = 0; i <= 100000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被构造");
        }

        /// <summary>
        /// 单例
        /// </summary>
        private static StudentPrototype _studentPrototype =new StudentPrototype();

        public static StudentPrototype CreateInstance()
        {
            StudentPrototype sutStudentPrototype =(StudentPrototype) _studentPrototype.MemberwiseClone();
            return sutStudentPrototype;

        }
    }

上面这个例子，我们做了一份内存拷贝之后，就成功的实现了对象只被构造一次，操作之间互不影响。

（三）深拷贝

继续刚刚的例子，我们给StudentPrototype加上一属性叫做班级(Class)；

 public class StudentPrototype {

        public string Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        public Class Class { get; set; }

        private StudentPrototype() {
            Thread.Sleep(2000);
            long lResult = 0;
            for (var i = 0; i <= 100000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被构造");
        }

        /// <summary>
        /// 单例
        /// </summary>
        private static StudentPrototype _studentPrototype =new StudentPrototype()
        {
            Id = "111",
            Name = "Fool",
            Class = new Class() {
                ClassId = 3,
                ClassName = "测试"
            }
        };

        public static StudentPrototype CreateInstance()
        {
            StudentPrototype sutStudentPrototype =(StudentPrototype) _studentPrototype.MemberwiseClone();
            return sutStudentPrototype;

        }
    }


    public class Class
    {
        public int ClassId { get; set; }

        public string ClassName { get; set; }
    }

又发现对于引用类型呢，我们之前做法是失效的，这是为啥呢，因为我们上面的MemberwiseClone()方法是可以实现浅拷贝，就是只是复制了对象的引用（没有复制到具体的值）。大概过程如下

这个就是浅拷贝，浅拷贝拷贝的是对象的引用（没有把整个对象一起拷贝过来）；浅拷贝只是复制对象本身（就是该对象所在堆中的一块连续地址内容）

深拷贝就是把整个对象都一起拷贝过来。

对于C#来说，值类型的复制就是全盘复制（string)，引用类型的复制，浅拷贝是只复制引用。

对我们来说，如何实现对引用类型的全盘复制才是最主要的。如何实现深拷贝。

---接着我们的案例，我们暂时不说如何深拷贝先，我们先讲一些其他做法先。

竟然是因为引用类型只是复制引用，那我们每次拷贝的是去改变它的引用不就可以做到了互不影响吗，基于这个思路，我们代码做如下改变；

这样子也能够实现了我们的对引用类型的拷贝。

但是就像很多人说的那样，这种做法不太好，不太合理。因为你类里面嵌套多个类，多个类里面又嵌套很多的时候，这样做就会非常尴尬。所以下面来介绍深拷贝；

就是利用序列化和反序列化来实现---注意：因为我们要进行序列化，需要给对应的类加上 [Serializable]；

/// <summary>
    /// 序列化和反序列化实现
    /// </summary>
    public class SerializeHelper {
        public static T DeepClone<T>(T t)
        {
            T tObj;
            //把对象序列化到内存。
            using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream()){
                BinaryFormatter bf=new BinaryFormatter();
                bf.Serialize(memoryStream,t);
                memoryStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
                tObj=(T)bf.Deserialize(memoryStream);
                memoryStream.Close();
                
            }
            return tObj;
        }
    }

（四）为啥string是引用类型，浅拷贝的时候，会拷贝到值；

简单的讲就是，字符串的不可变性，每次给字符串进行赋值是，其实是发生了这些操作，先看看内存里面是否存在相同的字符串，如果不存在就去开辟一个新的地址，那所以说，这就是为毛字符串复制的时候可以复制到值，因为字符串的值如果不同的话，就会去新开辟一个内存。

总结：原型模式也是一种对象复用技术，希望通过上面能够对加深大家对原型模式的理解。