【C#】大话设计模式- 9 原型模式

最新推荐文章于 2024-07-13 10:43:55 发布

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#原型模式 #c# #设计模式

文章介绍了原型模式在.NET中的实现，主要通过ICloneable接口的Clone()方法实现对象的复制。文章提到了浅复制和深复制的概念，浅复制只复制对象本身，而深复制不仅复制对象，还复制对象引用的对象。通过示例代码展示了如何在简历类中实现这两种复制方式，强调了在处理引用类型时的区别和注意事项。

对原型对象的 浅复制深复制

原型模式就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。

对于.NET而言，那个原型抽象类Prototype是用不着的，因为克隆是在是太常用了。所以.NET在System命令空间中提供了ICloneable接口，其中就就是唯一的一个方法Clone().这样你就只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。

每New一次都需要执行一次构造函数，如果构造函数执行时间很长，多次执行这个初始化操作就太低效了。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。这既隐藏了对象创建的细节，又对性能是大大的提高。

不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。

在一些特定场合，会经常涉及深复制或浅复制。比如，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，起始就是实现了原型模式的深复制。

原型模式-基本代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace 原型模式
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcretePrototype1 p1 = new ConcretePrototype1("I");
            ConcretePrototype1 c1 = (ConcretePrototype1)p1.Clone();
            Console.WriteLine("Cloned: {0}", c1.Id);

            ConcretePrototype2 p2 = new ConcretePrototype2("II");
            ConcretePrototype2 c2 = (ConcretePrototype2)p2.Clone();
            Console.WriteLine("Cloned: {0}", c2.Id);

            // Wait for user 
            Console.Read();

        }
    }
    //抽象原型
    abstract class Prototype
    {
        private string id;

        // Constructor 
        public Prototype(string id)
        {
            this.id = id;
        }

        // Property 
        public string Id
        {
            get { return id; }
        }

        public abstract Prototype Clone();//克隆方法
    }
    //具体原型1
    class ConcretePrototype1 : Prototype
    {
        // Constructor 
        public ConcretePrototype1(string id)
            : base(id)
        {
        }

        public override Prototype Clone()
        {
            // Shallow copy 浅层复制
            return (Prototype)this.MemberwiseClone();
        }
    }

    //具体原型2
    class ConcretePrototype2 : Prototype
    {
        // Constructor 
        public ConcretePrototype2(string id)
            : base(id)
        {
        }

        public override Prototype Clone()
        {
            // Shallow copy  浅层复制
            return (Prototype)this.MemberwiseClone();
        }
    }


}

简历的原型模式：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace 原型模式
{
    class Program //简历的原型模式
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume a = new Resume("大鸟");
            a.SetPersonalInfo("男", "29");
            a.SetWorkExperience("1998-2000", "XX公司");

            Resume b = (Resume)a.Clone();
            b.SetWorkExperience("1998-2006", "YY企业");

            Resume c = (Resume)a.Clone();
            c.SetPersonalInfo("男", "24");

            /*
            大鸟 男 29
            工作经历：1998-2000 XX公司
            大鸟 男 29
            工作经历：1998-2006 YY企业
            大鸟 男 24
            工作经历：1998-2000 XX公司
            */
            a.Display();
            b.Display();
            c.Display();


            Console.Read();

        }
    }

    //简历
    class Resume : ICloneable
    {
        private string name;
        private string sex;
        private string age;
        private string timeArea;
        private string company;

        public Resume(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        //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 timeArea, string company)
        {
            this.timeArea = timeArea;
            this.company = company;
        }

        //显示
        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1} {2}", name, sex, age);
            Console.WriteLine("工作经历：{0} {1}", timeArea, company);
        }

        public Object Clone()
        {
            return (Object)this.MemberwiseClone();
        }

    }


}

浅复制 vs 深复制：

简历浅复制实现：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace 原型模式
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume a = new Resume("大鸟");
            a.SetPersonalInfo("男", "29");
            a.SetWorkExperience("1998-2000", "XX公司");

            Resume b = (Resume)a.Clone();
            b.SetWorkExperience("1998-2006", "YY企业");

            Resume c = (Resume)a.Clone();
            c.SetPersonalInfo("男", "24");
            c.SetWorkExperience("1998-2003", "ZZ企业");

            a.Display();
            b.Display();
            c.Display();

            Console.Read();
        }
    }

    //简历
    class Resume : ICloneable
    {
        private string name;
        private string sex;
        private string age;

        private WorkExperience work; //引用类型，浅复制

        public Resume(string name)
        {
            this.name = name;
            work = new WorkExperience();
        }

        //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()
        {
            return (Object)this.MemberwiseClone();
        }

    }

    //工作经历
    class WorkExperience
    {
        private string workDate;
        public string WorkDate
        {
            get { return workDate; }
            set { workDate = value; }
        }
        private string company;
        public string Company
        {
            get { return company; }
            set { company = value; }
        }
    }

}

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。因此院士对象及其复本引用同一对象。

MemberwiseClone()是浅表复制，所以对于值类型没有问题，对引用类型，就只是复制了引用，对引用的对象还是指向了原来的对象。多个引用都是最后一次设置，多个引用指向同一对象。

浅复制：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：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。

深复制要深入到多少层，需要事先考虑好，而且要当心出现循环引用的问题，需要小心处理。

简历深复制的实现：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Data;

namespace 原型模式
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Resume a = new Resume("大鸟");
            a.SetPersonalInfo("男", "29");
            a.SetWorkExperience("1998-2000", "XX公司");

            Resume b = (Resume)a.Clone();
            b.SetWorkExperience("1998-2006", "YY企业");

            Resume c = (Resume)a.Clone();
            c.SetWorkExperience("1998-2003", "ZZ企业");

            a.Display();
            b.Display();
            c.Display();

            Console.Read();

        }
    }

    //简历
    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();
        }

        private 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;
        }

    }

    //工作经历
    class WorkExperience : ICloneable //实现克隆接口
    {
        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(); // 深复制
        }
    }

}