设计模式C#实现(八)——原型模式

时间:2022-03-23 08:08:13

原型模式: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。(要创建一个对象,这个对象为实现原型接口,方法是原型克隆。克隆只是方法而不是原型模式的目的,创建对象才是目的)

UML类图:

设计模式C#实现(八)——原型模式

构成:

1.原型接口,提供给客户操作,声明一个clone()方法,用于克隆自身创建另一个实例

2.原型,实现clone()方法,分为浅层克隆和深层克隆。浅层克隆,值类型成员的值相同,但是在内存是存储在不同空间上的,而引用类型成员是相同的引用,即是同一块内存空间,修改其中一个,另一个也随之改变。而深层克隆,不论是值类型还是引用类型,都是不同的内存。

以电脑为例,先定义电脑接口,包含clone()方法

 interface Computer
{
string CPU { get; set; }
string Memory { get; set; }
//string GPU { get; set; }
GPU GPU { get; set; }
Computer clone();
Computer deepClone();
}

原型实现这个接口,因为.NET所有类都是object的子类,而object类有一个MemberwiseClone()方法返回自身的浅层克隆,所以可以用它实现浅层克隆clone()(自己实现?)。而深层克隆deepClone()是用序列化和反序列化实现的(这个现在还不懂为什么)

class ComputerPrototype : Computer
{
private string cpu;
private string memory;
private GPU gpu;
public Computer clone()
{
return (Computer)this.MemberwiseClone();
}
public Computer deepClone()
{
MemoryStream stream = new MemoryStream();
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(stream, this);
stream.Position = ;
return formatter.Deserialize(stream) as Computer;
}
public override string ToString()
{
return CPU + "\n" + Memory + "\n" + GPU.Producer+" "+gpu.Type;
}
public GPU GPU
{
get { return gpu; }
set { gpu = value; }
}
public string Memory
{
get { return memory; }
set { memory = value; }
}
public string CPU
{
get { return cpu; }
set { cpu = value; }
}
}

Computer包含一个类GPU,用来演示浅层和深层克隆的不同,它被标记为可序列化

[Serializable]
class GPU
{
public GPU(string producer, string type)
{
this.Producer = producer;
this.Type = type;
}
public string Producer
{
get;
set;
}
public string Type
{
get;
set;
}
}

先实例化一个ComputerPrototype原型,再为它的成员赋值,接下来,通过浅层克隆方法clone()创建一个实例,修改新实例的成员,最后查看两个实例的异同

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Computer low = new ComputerPrototype();
low.CPU = "e3 1231v3";
low.Memory = "4 G";
low.GPU = new GPU("凄惨红", "GTX970");
//Computer high = low.deepClone();
Computer high = low.clone(); high.GPU.Producer = "高贵的阿苏斯";
high.Memory = "8 G";
Console.Write("GPU是否是同一引用:");
Console.WriteLine(low.GPU == high.GPU); Console.WriteLine("Low:");
Console.WriteLine(low.ToString());
Console.WriteLine("High:");
Console.WriteLine(high.ToString());
Console.ReadKey();
}
}

结果如下设计模式C#实现(八)——原型模式

结果表明,两个实例的GPU是同一引用,修改了克隆,原型也被修改了,但是Memory确是各自独立的,修改克隆并不影响原型。

而将clone()改为执行deepClone()方法结果为

设计模式C#实现(八)——原型模式

这表明,两个实例GPU为不同引用,修克隆的GPU和Memory不会影响原型。

效果:

1.运行时刻增加和删除产品。运行时注册原型就可以增加新的产品(low是一个新产品)

2.改变值以指定新对象。减少需要的类的数量(通过改变一些值,创建无数种对象,high为一个新对象)

3.改变结构以指定新对象。(?)

4.减少子类的构造。工厂方法,一个产品一个ConcreteCreator,而原型模式不需要

5.用类动态配置应用。