设计模式（七）原型模式

原创 于 2018-09-22 15:59:33 发布 · 616 阅读 · 1 ·
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要求有一个简历，必须要有姓名，可以设置性别和年龄，可以设置工作经历，最终需要写三份简历。

 

初步实现

简历类：

// 简历类
class Resume {
    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);
    }
}

客户端调用代码：

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

    Resume b= new Resume("大鸟");
    b.SetPersonalInfo("男","29");
    b.SetWorkExperience("1998-2000","XX公司");

    Resume c= new Resume("大鸟");
    c.SetPersonalInfo("男","29");
    c.SetWorkExperience("1998-2000","XX公司");

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

    Console.Read();    
}

结果显示：

考虑：三份简历需要三次实例化，这样的客户端是不是很麻烦？如果要二十份，就需要二十次实例化。不仅如此，如果写错了一个字，比如98年改成99年，那就要改二十次！

其实，可以这样写——

static void Main(string[] args){
    Resume a= new Resume("大鸟");
    a.SetPersonalInfo("男","29");
    a.SetWorkExperience("1998-2000","XX公司");
    
    Resume b=a;
    Resume c=a;
    
    a.Display();
    b.Display();
    c.Display();
    
    Console.Read();
}

这其实是传引用，而不是传值。这样做就如同是在b纸张和c纸张上写着简历在a处一样，没有实际内容。

 

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。

来看代码——

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){}

    public override Prototype Clone(){
        // 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新对象，
        // 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

        return (Prototype)this.MeberwiseClone();
    }
}

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();
}

.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()，这样就只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。

 

第二版

代码结构图：

简历类：

// 简历
class Resume : ICloneable{
    private string name;
    private string sex;
    private string age;
    private string timeArea;
    private 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}",timaArea,company);    // 实现接口的方法，用来克隆对象
    }
    
    public Object Clone(){
        return (Object)this.MemberwiseClone();
    }
}

客户端调用代码：

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

    // 只需要调用Clone方法就可以实现新简历的生成，并且可以再修改新简历的细节
    Resume b= (Resume)a.Clone();
    b.SetWorkExperience("1998-2006","YY企业");

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

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

    Console.Read();
}

结果显示：

一般在初始化的信息不发生变化的情况下，克隆是最好的办法。这既隐藏了对象创建的细节，又对性能大大的提高。克隆等于是不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。

 

浅复制与深复制

现在简历对象里的数据都是string型的，而string是一种拥有值类型特点的特殊引用类型。MemberwiseClone()方法是这样，如果字段是值类型的，则对该字段进行逐位复制，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。

举个例子，现在的“简历“类中有一个”设置工作经历“的方法，在现实设计当中，一般会再有一个”工作经历“类，当中有”时间区间“和”公司名称“等属性，“简历”类直接调用这个对象即可。

 

第三个版本

代码结构图：

工作经历类：

// 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;}
    } 
}

简历类：

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

    // 引用“工作经历”对象
    private WorkExperience work;

    public Resume(string name){
        this.name=name;
        // 在“简历”类实例化时间时实例化“工作经历”
        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){
        // 调用此方法时，给对象的两属性赋值
        work.WorkDate=workDate;
        work.Company=company;
    }

    // 显示
    public void Display(){
        // 显示时，显示“工作经历”的两属性的值
        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.MemberqiseClone();
    }
}

客户端调用代码：

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

    // b和c都克隆于a，但当它们都设置了“工作经历时”，
    // 我们希望的结果是三个的显示不一样
    Resume b= (Resume)a.Clone();
    b.SetWorkExperience("1998-2006","YY企业");

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

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

    Console.Read();
}

结果显示：

由于MemberwiseClone是浅复制，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。但我们可能更需要这样的一种需求，把要复制的对象所引用的对象都复制一遍，比如刚才的例子，我们希望是a、b、c三个引用的对象不同的复制时就一变二，二变三。此时，我们就叫这种方式为“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。

注意多层引用比较复杂，不要出现循环引用的问题。

 

最终版－简历的深复制实现

代码结构图：

工作经历类：

// 工作经历

// 让“工作经历”实现ICloneable接口
class WorkExperience: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;}
    }
    
    // 让“工作经历”类实现克隆方法
    public Object Clone(){
        return (Object)this.MemberwiseClone();
    }
}

简历类：

// 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();
    }
    // 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
    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(){
        // 调用私有的构造方法，让“工作经历”克隆完成
        // 然后再给这个“简历”对象的相关字段赋值
        // 最终返回一个深复制的简历对象
        Resume obj = new Resume(this.work);
        obj.name=this.name;
        obj.sex=this.sex;
        obj.age=this.age;
        return obj;
    }
}

同之前的客户端代码，其结果显示：

 

 

本章完。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 本文是连载文章，此为第七章，学习从一个对象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的原型模式。

上一章：https://blog.youkuaiyun.com/qq_36770641/article/details/82801288  工厂方法模式

下一章：

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