1. 概述
通過復制一個已經存在的實例來創建一個新的實例。被復制的實例被稱為原型，這個原型是可定制的。
2. 模式中的角色
2.1 抽象原型類（abstract prototype）：提供一個克隆接口
2.2 具體原型類（concrete prototype）: 及實現了克隆接口的具體原型類
3. 實例：求職網站上現在都支持多份簡歷，如果每創建一份簡歷都要從頭至尾地填寫一遍，那也是非常讓人沮喪的事。其實針對我們的求職崗位的不同，不同的簡歷可能只要修改局部內容就可以了，而不用全部重新構建一份新的簡歷。復制一份簡歷，然后做局部修改是最讓人省心的了！
3.1 實現類圖
類圖解讀
在.net中，system命名空間已經為我們提供了一個icloneable接口，它包含了一個方法clone()，實現這個接口就完成了原型模式。
3.2 在寫實現代碼之前，先要理解一下深復制與淺復制。
3.2.1 淺復制：將原來對象中的所有字段逐個復制到一個新對象，如果字段是值類型，則簡單地復制一個副本到新對象，改變新對象的值類型字段不會影響原對象；如果字段是引用類型，則復制的是引用，改變目標對象中引用類型字段的值將會影響原對象。例如, 如果一個對象有一個指向引用類型（如例子中的工作經歷）的字段, 并且我們對該對象做了一個淺復制, 那麼兩個對象將引用同一個引用（即同一段工作經歷）。
3.2.2 深復制：與淺復制不同之處在于對引用類型的處理，深復制將新對象中引用類型字段指向復制過的新對象，改變新對象中引用的任何對象，不會影響到原來的對象中對應字段的內容。例如，如果一個對象有一個指向引用類型（如例子中的工作經歷）的字段，并且對該對象做了一個深復制的話.我門將創建一個新的對象（即新的工作經歷）。
3.3 簡歷的淺復制實現
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/// <summary>/// 實現了icloneable接口的簡歷類/// </summary>public class resume:icloneable{public resume(){ mworkexperience = new workexperience();}private string mname;private string msex;private int mage;private workexperience mworkexperience;public string name{ get { return mname; } set { mname = value; }}public string sex{ get { return msex; } set { msex = value; }}public int age{ get { return mage; } set { mage = value; }}/// <summary>/// 關聯了一個引用類型/// </summary>public workexperience workexperience { get { return mworkexperience; } }public void setworkexperience(datetime startdate, datetime enddate, string company, string position){ this.mworkexperience.company = company; this.mworkexperience.enddate = enddate; this.mworkexperience.startdate = startdate; this.mworkexperience.position = position;}/// <summary>/// 實現icloneable接口的clone方法/// </summary>/// <returns></returns>public object clone(){ // .net 為我們提供的淺復制對象的方法 return this.memberwiseclone();}}/// <summary>/// 工作經歷類/// </summary>public class workexperience{public datetime startdate { get; set; }public datetime enddate { get; set; }public string company { get; set; }public string position { get; set; }} |
下面是測試代碼
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[testmethod]public void testshallowcopy(){ resume myfirstresume = new resume { age = 29, name = "kevin wang", sex = "男", }; myfirstresume.setworkexperience(new datetime(2006, 7, 1), new datetime(2007, 7, 1), "my first company", "software engineer"); resume mysecondresume = (resume)myfirstresume.clone(); mysecondresume.setworkexperience(new datetime(2007, 8, 1), new datetime(2008, 8, 1), "my second company", "software engineer"); resume mythirdresume = (resume)myfirstresume.clone(); mythirdresume.setworkexperience(new datetime(2008, 8, 1), new datetime(2009, 8, 1), "my third company", "senior software engineer"); assert.areequal("my first company", myfirstresume.workexperience.company); assert.areequal("my second company", mysecondresume.workexperience.company); assert.areequal("my third company", mythirdresume.workexperience.company); } |
這里期望的是三個斷言都能運行成功，但是卻是失敗的，原因是：由于我們使用的是淺復制，所以myfirstresume, mysecondresume 和 mythirdresume引用的是同一個對象，因此最終的結果是 三個簡歷的workexperience.company都是“my third company".
3.4 簡歷的深復制實現
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/// <summary>/// 實現了icloneable接口的簡歷類/// </summary>public class resume : icloneable{public resume(){ mworkexperience = new workexperience();}/// <summary>/// 這里使用一個私有的構造函數來對其連接到的引用類型進行復制/// </summary>/// <param name="workexperience"></param>private resume(workexperience workexperience){ this.mworkexperience = (workexperience)workexperience.clone();}private string mname;private string msex;private int mage;private workexperience mworkexperience;public string name{ get { return mname; } set { mname = value; }}public string sex{ get { return msex; } set { msex = value; }}public int age{ get { return mage; } set { mage = value; }}public workexperience workexperience{ get { return mworkexperience; }}/// <summary>/// 設置功過經歷/// </summary>/// <param name="startdate"></param>/// <param name="enddate"></param>/// <param name="company"></param>/// <param name="position"></param>public void setworkexperience(datetime startdate, datetime enddate, string company, string position){ this.mworkexperience.company = company; this.mworkexperience.enddate = enddate; this.mworkexperience.startdate = startdate; this.mworkexperience.position = position;}/// <summary>/// 實現icloneable接口的clone方法/// </summary>/// <returns></returns>public object clone(){ // 這里不再使用memberwiseclone方法進行復制了，而是新創建了一個全新的簡歷。它完全是在內部實現的，外部不用關心它的實現 resume newresume = new resume(this.mworkexperience); newresume.msex = this.msex; newresume.mname = this.mname; newresume.mage = this.mage; return newresume;}}public class workexperience :icloneable{public datetime startdate { get; set; }public datetime enddate { get; set; }public string company { get; set; }public string position { get; set; }public object clone(){ // 使用.net 為我們提供的淺復制對象的方法，因為這里已經沒有引用對象了（string雖然是引用類型，但.net為我們做了特別處理，可以像值類型一樣使用它）。 return this.memberwiseclone();}} |
測試代碼如下
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[testmethod]public void testdeepcopy(){ resume myfirstresume = new resume { age = 29, name = "kevin wang", sex = "男", }; myfirstresume.setworkexperience(new datetime(2006, 7, 1), new datetime(2007, 7, 1), "my first company", "software engineer"); resume mysecondresume = (resume)myfirstresume.clone(); mysecondresume.setworkexperience(new datetime(2007, 8, 1), new datetime(2008, 8, 1), "my second company", "software engineer"); resume mythirdresume = (resume)myfirstresume.clone(); mythirdresume.setworkexperience(new datetime(2008, 8, 1), new datetime(2009, 8, 1), "my third company", "senior software engineer"); assert.areequal("my first company", myfirstresume.workexperience.company); assert.areequal("my second company", mysecondresume.workexperience.company); assert.areequal("my third company", mythirdresume.workexperience.company); } |
運行測試，測試通過，這正是我們期望的結果。
4. 模式總結
4.1 優點
4.1.1 隱藏了對象的創建細節，對有些初始化需要占用很多資源的類來說，對性能也有很大提高。
4.1.2 在需要新對象時，可以使用clone來快速創建創建一個，而不用使用new來構建。
4.2 缺點
4.2.1 每一個類都需要一個clone方法，而且必須通盤考慮。對于深拷貝來說，每個關聯到的類型都不許實現iclonable接口，并且每增加或修改一個字段是都需要更新clone方法。
4.3 適用場景
4.3.1 類初始化需要消化非常多的資源，這個資源包括數據、硬件資源等
4.3.2 通過new產生一個對象需要非常繁瑣的數據準備或訪問權限，則可以使用原型模式
4.3.3 一個對象需要提供給其他對象訪問，而且各個調用者可能都需要修改其值時，可以考慮使用原型模式拷貝多個對象供調用者使用。
以上就是本文的全部內容，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持服務器之家。
