设计模式学习笔记九:原型模式(Prototype Pattern)

长平狐 发布于 2013/06/17 12:55
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  1. 概述
    
意图: 我们将已经存在的对象作为原型,用户可以通过复制这些原型创建新的对象。
    
使用场合: 当一个系统应该独立于产品的创建、构造和表示时,可以使用原型模式。在原型模式中,产品的创建和初始化再类的Clone 方法中完成。在使用是,我们可以用一些列原型对象来代替生成相应对象的工厂对象,并且可以使拷贝、粘贴等操作独立于需要复制的对象。
    
结构:
    
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。原型模式说白了就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象,而且不需要直到任何创建的细节。
     
    原型模式基本代码:
    原型类:
Code
    具体原型类:
Code
    客户端:
Code
    2. 实例
    
对于 .NET 而言,原型模式抽象类 Prototype 是用不着的,在 .NET System 命名空间中提供了 ICloneable 接口,其中就是唯一的一个方法 Clone(), 这样我们只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。
    
下面看大话设计模式中的简历的原型实现:
代码结构图:
    简历类:
Code
    客户端调用:
Code

    结果显示:
    大鸟 29
    工作经历 1998-2000 XX公司
    大鸟 29
    工作经历 1998-2006 YY公司
    大鸟 24
    工作经历 1998-2000 XX公司
    
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。这既隐藏了对象的创建细节,又对性能是大大的提高。
    
下面我们来看深克隆和浅克隆:
    在上面的简历类中,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()方法对于值类型的字段执行逐位复制,对于引用类型,则只复制引用的对象,因此,原对象及其副本引用同一个对象。我们看下面的引用类型的简历克隆的代码实现:
    
代码结构图:

    详细代码:
    工作经历类:

Code

    简历类:
Code

    客户端:
       static   void  Main( string [] args)
        
{
            Resume a 
= new Resume("大鸟");
            a.SetPersonalInfo(
"""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(
"""24");
            c.SetWorkExperience(
"1998-2003""ZZ企业");

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

            Console.Read();
        }

     下面我们看运行结果: 
    大鸟 29
    工作经历 1998-2003 ZZ企业
    
大鸟 29
     
工作经历 1998-2003 ZZ企业
    
大鸟 24
     
工作经历 1998-2003 ZZ企业
    由于 MemberwiseClone() 方法是浅表复制(克隆),对于值类型克隆没有问题,对于引用类型对象,只复制了引用,对引用的对象还是指向了原来的对象,所以就会出现我给 a b c 三个引用设置‘工作经历’,但却同时看到三个引用都是最后一次设置,因为三个引用都指向了同一个对象。
    
“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”,深复制把引用对象的变量指向复制过的对象,而不是原有的被引用的对象。
    
下面来看深复制的实现:
    
代码结构图:


    实现代码:
    
工作经验类:

    // 工作经历
     public   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; }
        }


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

    }

    简历类:
Code
    客户端代码与上面相同,执行结果:
    
大鸟 29
    
工作经历 1998-2000 XX 公司
    大鸟 29
    
工作经历 1998-2006 YY 企业
    
大鸟 24
    
工作经历 1998-2003 ZZ 企业
    3. 总结
    
优缺点:
    
使用原型模式有以下优点:
    
1 )。在运行时增加或删除产品,只要通过客户端注册原型实例即可将新产品类型增加到系统中,例如组态软件中工具箱中的每个工具可以对应一个注册的原型对象,可以通过增加原型对象扩展工具箱。
    
2 )。很容易的创建复杂的对象:在图像编辑和组态等软件中,经常需要创建复杂的图元,这些图元是由简单的图元组成的,采用原型模式可以很容易的将复杂图元作为一般图元来使用,是软件的工具箱具有扩展功能。
    
3 )。减少工厂的层次:由于在 .NET 中可以使用反射工厂,因此这个优势并不明显。
    
使用原型模式的缺点:是在有些情况下克隆功能不容易实现,特别是在遇到对象的循环引用时。
    
.NET 中的很多类支持原型模式,例如我们希望获得一个与现有数据集( DataSet )结构相同的数据集,既可以采用克隆的方法。注意, DataSet Clone() Copy() 两个方法, 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,实现了原型模式的深复制。

原文链接:http://www.cnblogs.com/peida/archive/2008/06/26/1230129.html
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