设计模式-原型 2022-02-17

原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式，使你能够复制已有对象，而又无需使代码依赖它们所属的类。

解释

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原型模式将克隆过程委派给被克隆的实际对象。模式为所有支持克隆的对象声明了一个通用接口，该接口让你能够克隆对象，同时又无需将代码和对象所属类耦合。通常情况下，这样的接口中仅包含一个克隆方法。

所有的类对克隆方法的实现都非常相似。该方法会创建一个当前类的对象，然后将原始对象所有的成员变量值复制到新建的类中。你甚至可以复制私有成员变量，因为绝大部分编程语言都允许对象访问其同类对象的私有成员变量。

原型模式 UML

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适用场景

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1. 如果你需要复制一些对象，同时又希望代码独立于这些对象所属的具体类，可以使用原型模式
2. 如果子类的区别仅在于其对象的初始化方式，那么你可以使用该模式来减少子类的数量

代码示例

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using System;
namespace PrototypePatternDemo 
{
    public class Person
    {
        public int Age;
        public DateTime BirthDate;
        public string Name;
        public IdInfo IdInfo;

        public Person ShallowCopy()
        {
            return (Person) this.MemberwiseClone();
        }

        public Person DeepCopy()
        {
            Person clone = (Person) this.MemberwiseClone();
            clone.IdInfo = new IdInfo(IdInfo.IdNumber);
            clone.Name = String.Copy(Name);
            return clone;
        }
    }

    public class IdInfo
    {
        public int IdNumber;

        public IdInfo(int idNumber)
        {
            this.IdNumber = idNumber;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person p1 = new Person();
            p1.Age = 42;
            p1.BirthDate = Convert.ToDateTime("1977-01-01");
            p1.Name = "Jack Daniels";
            p1.IdInfo = new IdInfo(666);

            Person p2 = p1.ShallowCopy();
            Person p3 = p1.DeepCopy();

            Console.WriteLine("Original values of p1, p2, p3:");
            Console.WriteLine("   p1 instance values: ");
            DisplayValues(p1);
            Console.WriteLine("   p2 instance values:");
            DisplayValues(p2);
            Console.WriteLine("   p3 instance values:");
            DisplayValues(p3);

            p1.Age = 32;
            p1.BirthDate = Convert.ToDateTime("1900-01-01");
            p1.Name = "Frank";
            p1.IdInfo.IdNumber = 7878;
            Console.WriteLine("\nValues of p1, p2 and p3 after changes to p1:");
            Console.WriteLine("   p1 instance values: ");
            DisplayValues(p1);
            Console.WriteLine("   p2 instance values (reference values have changed):");
            DisplayValues(p2);
            Console.WriteLine("   p3 instance values (everything was kept the same):");
            DisplayValues(p3);
            // output

            // Original values of p1, p2, p3:
            // p1 instance values: 
            //    Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
            //    ID#: 666
            // p2 instance values:
            //    Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
            //    ID#: 666
            // p3 instance values:
            //    Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
            //    ID#: 666

            // Values of p1, p2 and p3 after changes to p1:
            // p1 instance values: 
            //    Name: Frank, Age: 32, BirthDate: 01/01/00
            //    ID#: 7878
            // p2 instance values (reference values have changed):
            //    Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
            //    ID#: 7878
            // p3 instance values (everything was kept the same):
            //    Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
            //    ID#: 666
        }

        public static void DisplayValues(Person p)
        {
            Console.WriteLine("      Name: {0:s}, Age: {1:d}, BirthDate: {2:MM/dd/yy}",
                p.Name, p.Age, p.BirthDate);
            Console.WriteLine("      ID#: {0:d}", p.IdInfo.IdNumber);
        }
    }
}