Prototype
原
型模式是一種創(chuàng)建型設計模式，它主要面對的問題是：“某些結構復雜的對象”的創(chuàng)建工作；由于需求的變化，這些對象經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但是他們卻擁有比
較穩(wěn)定一致的接口。感覺好像和前幾篇所說的設計模式有點分不清，下面我們先來回顧一下以前的幾種設計模式，予以區(qū)分，再來說說原型模式。
?????? Singleton
單件模式解決的問題是：實體對象個數(shù)問題（這個現(xiàn)在還不太容易混）
?????? AbstractFactory
抽象工廠模式解決的問題是：“一系列互相依賴的對象”的創(chuàng)建工作
?????? Builder
生成器模式解決的問題是：“一些復雜對象”的創(chuàng)建工作，
子對象變化較頻繁，對算法相對穩(wěn)定
????? FactoryMethor
工廠方法模式解決的問題是：某個對象的創(chuàng)建工作
?????
再回來看看今天的
Prototype
原型模式，它是用來解決“某些結構復雜的對象”的創(chuàng)建工作。現(xiàn)在看看，好象還是差不多。這個問題先放在這，我們先往下看
Prototype
原型模式。
?????
《設計模式》中說道：使用原型實例指定創(chuàng)建對象的種類，然后通過拷貝這些原型來創(chuàng)建新的對象。
?????
此時注意：原型模式是通過拷貝自身來創(chuàng)建新的對象，這一點和其他創(chuàng)建型模式不相同。好，我們再來看看原型模式的結構
??????
這個結構說明原型模式的客戶端程序（
ClientApp
）是依賴于抽象（
Prototype
），而對象的具體實現(xiàn)也是依賴于抽象（
Prototype
）。符合設計模式原則中的依賴倒置原則——抽象不應依賴于具體實現(xiàn)，具體實現(xiàn)應依賴于抽象。
??????
我們現(xiàn)在回來看看原型模式的實現(xiàn)，我定義了一個場景，一個人開這一輛車在一條公路上。現(xiàn)在這件事是確定的，但不確定的有幾點：
1
、人：姓名，性別，年齡；
2
車：什么牌子的；
3
公路：公路名字，長度，類型（柏油還是土路）。現(xiàn)在我們一個個實現(xiàn)。
??????
先來實現(xiàn)人，定義一個抽象類，
AbstractDriver
，具體實現(xiàn)男性（
Man
）和女性（
Women
）
public
abstract
class AbstractDriver
??? {
???????
public AbstractDriver()
??????? {
???????????
//
???????????
// TODO:
在此處添加構造函數(shù)邏輯
???????????
//
??????? }
?
???????
public
string name;
???????
public
string sex;
???????
public
int age;
?
???????
public
abstract
string drive();
?
???????
public
abstract AbstractDriver Clone();
??? }
?
???
public
class Man:AbstractDriver
??? {
???????
public Man(string strName,int intAge)
??????? {
??????????? sex = "Male";
??????????? name = strName;
??????????? age = intAge;
??????? }
?
???????
public
override
string drive()
??????? {
???????????
return name + " is drive";
??????? }
?
???????
public
override AbstractDriver Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractDriver)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
?
???
public
class Women:AbstractDriver
??? {
???????
public Women(string strName,int intAge)
??????? {
??????????? sex = "Female";
??????????? name = strName;
??????????? age = intAge;
??????? }
?
???????
public
override
string drive()
??????? {
???????????
return name + " is drive";
??????? }
?
???????
public
override AbstractDriver Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractDriver)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
???
注意：抽象代碼中有一個Clone的方法，個人認為這個方法是原型模式的一個基礎，因為前面講了
原型模式是通過拷貝自身來創(chuàng)建新的對象。
?????
下面我們再來實現(xiàn)公路和汽車
?????
公路：
public
abstract
class AbstractRoad
??? {
???????
public AbstractRoad()
??????? {
???????????
//
???????????
// TODO:
在此處添加構造函數(shù)邏輯
???????????
//
??????? }
?
???????
public
string Type;
???????
public
string RoadName;
???????
public
int RoadLong;
?
???????
public
abstract AbstractRoad Clone();
??? }
?
???
public
class Bituminous:AbstractRoad??? //
柏油路
??? {
???????
public Bituminous(string strName,int intLong)
??????? {
??????????? RoadName = strName;
??????????? RoadLong = intLong;
??????????? Type = "Bituminous";
??????? }
?
???????
public
override AbstractRoad Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractRoad)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
?
???
public
class Cement:AbstractRoad??????? //
水泥路
??? {
???????
public Cement(string strName,int intLong)
??????? {
??????????? RoadName = strName;
??????????? RoadLong = intLong;
??????????? Type = "Cement";
??????? }
?
???????
public
override AbstractRoad Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractRoad)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
???
???
汽車：
???
public
abstract
class AbstractCar
??? {
???????
public AbstractCar()
??????? {
???????????
//
???????????
// TODO:
在此處添加構造函數(shù)邏輯
???????????
//
??????? }
?
???????
public
string OilBox;
???????
public
string Wheel;
???????
public
string Body;
?
???????
public
abstract
string Run();
???????
public
abstract
string Stop();
?
???????
public
abstract AbstractCar Clone();
??? }
?
???
public
class BMWCar:AbstractCar
??? {
???????
public BMWCar()
??????? {
??????????? OilBox = "BMW's OilBox";
??????????? Wheel = "BMW's Wheel";
??????????? Body = "BMW's body";
??????? }
?
???????
public
override
string Run()
??????? {
???????????
return
"BMW is running";
??????? }
?
???????
public
override
string Stop()
??????? {
???????????
return
"BMW is stoped";
??????? }
?
???????
public
override AbstractCar Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractCar)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
?
???
public
class BORACar:AbstractCar
??? {
???????
public BORACar()
??????? {
???
??????? OilBox = "BORA's OilBox";
??????????? Wheel = "BORA's Wheel";
??????????? Body = "BORA's Body";
??????? }
?
???????
public
override
string Run()
??????? {
???????????
return
"BORA is running";
??????? }
?
???????
public
override
string Stop()
??????? {
???????????
return
"BORA is stoped";
??????? }
?
???????
public
override AbstractCar Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractCar)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
?
???
public
class VolvoCar:AbstractCar
??? {
???????
public VolvoCar()
??????? {
??????????? OilBox = "Volvo's OilBox";
??????????? Wheel = "Volvo's Wheel";
??????????? Body = "Volvo's Body";
??????? }
?
???????
public
override
string Run()
??????? {
???????????
return
"Volvo is running";
??????? }
?
???????
public
override
string Stop()
??????? {
???????????
return
"Volvo is stoped";
??????? }
?
???????
public
override AbstractCar Clone()
??????? {
???????????
return (AbstractCar)this.MemberwiseClone();
??????? }
??? }
???
然后我們再來看看場景，我們定義一個Manage類，在這個場景中有一個人，一輛車和一條公路，代碼實現(xiàn)如下：
class
Manage
??? {
???????
public AbstractCar Car;
???????
public AbstractDriver Driver;
???????
public
AbstractRoad Road
;
?
???????
public
void Run(AbstractCar car,AbstractDriver driver,AbstractRoad road)
??????? {
??????????? Car = car.Clone();
??????????? Driver = driver.Clone();
??????????? Road = road.Clone();
??????? }
??? }
???
可以看到，在這個代碼中，場景只是依賴于那幾個抽象的類來實現(xiàn)的。最后我們再來實現(xiàn)一下客戶代碼，比如我現(xiàn)在要一輛Volvo車，一個叫“Anli”的女司機，在一條叫“Road1”、長1000的柏油路上。
???
???
static
void
Main(string[] args)
??????? {
??????????? Manage game = new Manage();
??????????? game.Run(new VolvoCar(),new Women("Anli",18),new Bituminous("Road1",1000));
??????????? Console.Write("CarRun:" + game.Car.Run() + "\n");
??????????? Console.Write("DriverName:" + game.Driver.name + "\n");
??????????? Console.Write("DriverSex:" + game.Driver.sex + "\n");
??????????? Console.Write("RoadName:" + game.Road.RoadName + "\n");
??????????? Console.Write("RoadType:" + game.Road.Type + "\n");
??????????? Console.Write("CarStop:" + game.Car.Stop() + "\n");
??????????? Console.Read();
??????? }
???
運行的結果是：
??? CarRun:Volvo is running
DriverName:Anli
DriverSex:Female
RoadName:Road1
RoadType:Bituminous
CarStop:Volvo is stoped
?
如果我現(xiàn)在想換成BORA車，讓我（kid-li）開，在一個水泥馬路上，我們只要更改Main函數(shù)中Run的實參。
game.Run(new BORACar(),new Man("kid-li",24),new Cement("Road1",1000));
運行結果是：
CarRun:BORA is running
DriverName:kid-li
DriverSex:Male
RoadName:Road1
RoadType:Cement
CarStop:BORA is stoped
這樣，經(jīng)過簡單的更改，可以實現(xiàn)實現(xiàn)細節(jié)的變化。
現(xiàn)在我們再來看看原型模式的幾個要點：
1
、Prototype模式同樣用于隔離類對象的使用者和具體類型（易變類）之間的耦合關系，它同樣要求這些“易變類”擁有“穩(wěn)定的接口”。
2
、Prototype模式對于“如何創(chuàng)建易變類的實體對象”采用“原型克隆”的方法來實現(xiàn)，它使得我們可以非常靈活地動態(tài)創(chuàng)建“擁有某些穩(wěn)定接口”的新對象——所需工作僅僅是注冊一個新類的對象（即原型），然后在任何需要的地方不斷地Clone。
3
、Prototype模式中的Clone方法可以利用Object類的MemberwiseClone（）或者序列化來實現(xiàn)深拷貝。
這里面我們再來說說淺拷貝和深拷貝。我想對于Prototype模式是很重要的。我覺得淺拷貝和深拷貝的關鍵區(qū)別是對于引用對象的拷貝。例如我們有一個類Class1，
public class Class1
{
??? int a;
??? int[] b;
}
我們用淺拷貝實現(xiàn)了兩個對象c1和c2，對于c1.a和c2.a，他們所有的內存空間是不一樣的，但是c1.b和c2.b，由于它們是引用類型，在淺拷貝時只是拷貝了一個地址給b成員，實際上c1.b和c2.b指向同一塊內存。
但如果我們用深拷貝，c1.b和c2.b指向的是不同的內存地址。那又如何實現(xiàn)深拷貝呢？我們可以利用序列化和反序列化來實現(xiàn)。
對于淺拷貝和深考貝的問題，我的同事TerryLee曾寫過一篇文章《
小議
.NET中的對象拷貝
》，我在這就不贅述了。