【23种设计模式】原型模式（五）

前言

在软件系统中，当创建一个类的实例的过程很昂贵或很复杂，并且我们需要创建多个这样类的实例时，如果我们用new操作符去创建这样的类实例，这就会增加创建类的复杂度和创建过程与客户代码复杂的耦合度。如果采用工厂模式来创建这样的实例对象的话，随着产品类的不断增加，导致子类的数量不断增多，也导致了相应工厂类的增加，维护的代码维度增加了，因为有产品和工厂两个维度了，反而增加了系统复杂程度，所以在这里使用工厂模式来封装类创建过程并不合适。由于每个类实例都是相同的，这个相同指的是类型相同，但是每个实例的状态参数会有不同，如果状态数值也相同就没意义了，有一个这样的对象就可以了。当我们需要多个相同的类实例时，可以通过对原来对象拷贝一份来完成创建，这个思路正是原型模式的实现方式。
原型模式的定义

在软件系统中，经常面临着“某些结构复杂的对象”的创建工作；由于需求的变化，这些对象经常面临着剧烈的变化，但是它们却拥有比较稳定一致的接口。如何应对这种变化？如何向“客户程序”隔离出“这些易变对象”，从而使得“依赖这些易变对象的客户程序”不随着需求改变而改变？那就是原型模式，使用原型实例指定创建对象的种类，然后通过拷贝这些原型来创建新的对象。
原型模式的组成

• 原型类（Prototype）：原型类，声明一个Clone自身的接口；
  
• 具体原型类（ConcretePrototype）：实现一个Clone自身的操作。
  

在原型模式中，Prototype通常提供一个包含Clone方法的接口，具体的原型ConcretePrototype使用Clone方法完成对象的创建。
原型模式的实现

《大话西游之大圣娶亲》这部电影，没看过的人不多吧，里面有这样一个场景。牛魔王使用无敌牛虱大战至尊宝，至尊宝的应对之策就是，从脑后把下一撮猴毛，吹了口仙气，无数猴子猴孙现身，来大战牛魔王的无敌牛虱。至尊宝的猴子猴孙就是该原型模式的最好体现。至尊宝创建自己的一个副本，不用还要重新孕育五百年，然后出世，再学艺，最后来和老牛大战，估计黄花菜都凉了。他有3根救命猴毛，轻轻一吹，想要多少个自己就有多少个，方便，快捷。
抽象原型

1. /// <summary>
2.     /// 抽象原型，定义了原型本身所具有特征和动作，该类型就是至尊宝
3.     /// </summary>
4.     public abstract class Prototype
5.     {
6.         /// <summary>
7.         /// 战斗--保护师傅
8.         /// </summary>
9.         public abstract void Fight();
10.         /// <summary>
11.         /// 化缘--不要饿着师傅
12.         /// </summary>
13.         public abstract void BegAlms();
15.         /// <summary>
16.         /// 吹口仙气--变化一个自己出来
17.         /// </summary>
18.         /// <returns></returns>
19.         public abstract Prototype Clone();
20.     }

复制代码

具体原型

创建两个具体原型：行者孙和孙行者
行者孙：

1. /// <summary>
2.     /// 具体原型，例如：行者孙，他只负责化斋饭食和与天界宠物下界的妖怪的战斗
3.     /// </summary>
4.     public sealed class XingZheSunPrototype : Prototype
5.     {
6.         /// <summary>
7.         /// 战斗--保护师傅--与自然修炼成妖的战斗
8.         /// </summary>
9.         public override void Fight()
10.         {
11.             Console.WriteLine("行者孙：腾云驾雾，与天界宠物下界的妖怪的战斗....");
12.         }
13.         /// <summary>
14.         /// 化缘--不要饿着师傅--饭食类
15.         /// </summary>
16.         public override void BegAlms()
17.         {
18.             Console.WriteLine("行者孙：化缘鸡鱼肉蛋....");
19.         }
21.         /// <summary>
22.         /// 吹口仙气--变化一个自己出来
23.         /// </summary>
24.         /// <returns></returns>
25.         public override Prototype Clone()
26.         {
27.             return (XingZheSunPrototype)this.MemberwiseClone();
28.         }
29.     }

复制代码

孙行者：

1.   /// <summary>
2.     /// 具体原型，例如：孙行者，他只负责与自然界修炼成妖的战斗和化斋水果
3.     /// </summary>
4.     public sealed class SunXingZhePrototype : Prototype
5.     {
6.         /// <summary>
7.         /// 战斗--保护师傅-与天界宠物战斗
8.         /// </summary>
9.         public override void Fight()
10.         {
11.             Console.WriteLine("孙行者：腾云驾雾，与自然界修炼成妖的战斗....");
12.         }
13.         /// <summary>
14.         /// 化缘--不要饿着师傅---水果类
15.         /// </summary>
16.         public override void BegAlms()
17.         {
18.             Console.WriteLine("孙行者：化缘水果....");
19.         }
21.         /// <summary>
22.         /// 吹口仙气--变化一个自己出来
23.         /// </summary>
24.         /// <returns></returns>
25.         public override Prototype Clone()
26.         {
27.             return (SunXingZhePrototype)this.MemberwiseClone();
28.         }
29.     }

复制代码

调用

1. public void RunTest()
2.         {
3.             //原型行者孙
4.             Prototype xingZheSun = new XingZheSunPrototype();
5.             Prototype xingZheSun2 = xingZheSun.Clone();
6.             Prototype xingZheSun3 = xingZheSun.Clone();
7.             //1号行者孙打妖怪
8.             xingZheSun.Fight();
9.             //2号行者孙去化缘
10.             xingZheSun3.BegAlms();
11.             Console.WriteLine("\r\n*****************************\r\n");
12.             //原型孙行者
13.             Prototype sunXingZhe = new SunXingZhePrototype();
14.             Prototype sunXingZhe2 = sunXingZhe.Clone();
15.             Prototype sunXingZhe3 = sunXingZhe.Clone();
16.             Prototype sunXingZhe4 = sunXingZhe.Clone();
17.             Prototype sunXingZhe5 = sunXingZhe.Clone();
19.             //1号孙行者打妖怪
20.             sunXingZhe.Fight();
21.             //2号孙行者去化缘
22.             sunXingZhe2.BegAlms();
24.             //战斗和化缘也可以分类，比如化缘，可以分：水果类化缘，饭食类化缘；战斗可以分为：天界宠物下界成妖的战斗，自然修炼成妖的战斗，大家可以自己去想吧，原型模式还是很有用的
26.         }

复制代码

原型模式的优缺点

优点

• 原型模式向客户隐藏了创建新实例的复杂性。
  
• 原型模式允许动态增加或较少产品类。
  
• 原型模式简化了实例的创建结构，工厂方法模式需要有一个与产品类等级结构相同的等级结构，而原型模式不需要这样。
  
• 产品类不需要事先确定产品的等级结构，因为原型模式适用于任何的等级结构。
  

缺点

• 每个类必须配备一个克隆方法。
  
• 配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。
  

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