【23種設計模式】原型模式（五）

前言

在軟體系統中，當創建一個類的實例的過程很昂貴或很複雜，並且我們需要創建多個這樣類的實例時，如果我們用new操作符去創建這樣的類實例，這就會增加創建類的複雜度和創建過程與客戶代碼複雜的耦合度。如果採用工廠模式來創建這樣的實例對象的話，隨著產品類的不斷增加，導致子類的數量不斷增多，也導致了相應工廠類的增加，維護的代碼維度增加了，因為有產品和工廠兩個維度了，反而增加了系統複雜程度，所以在這裡使用工廠模式來封裝類創建過程並不合適。由於每個類實例都是相同的，這個相同指的是類型相同，但是每個實例的狀態參數會有不同，如果狀態數值也相同就沒意義了，有一個這樣的對象就可以了。當我們需要多個相同的類實例時，可以通過對原來對象拷貝一份來完成創建，這個思路正是原型模式的實現方式。

原型模式的定義

在軟體系統中，經常面臨著“某些結構複雜的對象”的創建工作；由於需求的變化，這些對象經常面臨著劇烈的變化，但是它們卻擁有比較穩定一致的介面。如何應對這種變化？如何向“客戶程式”隔離出“這些易變對象”，從而使得“依賴這些易變對象的客戶程式”不隨著需求改變而改變？那就是原型模式，使用原型實例指定創建對象的種類，然後通過拷貝這些原型來創建新的對象。

原型模式的組成

• 原型類（Prototype）：原型類，聲明一個Clone自身的介面；

• 具體原型類（ConcretePrototype）：實現一個Clone自身的操作。

在原型模式中，Prototype通常提供一個包含Clone方法的介面，具體的原型ConcretePrototype使用Clone方法完成對象的創建。

原型模式的實現

《大話西游之大聖娶親》這部電影，沒看過的人不多吧，裡面有這樣一個場景。牛魔王使用無敵牛虱大戰至尊寶，至尊寶的應對之策就是，從腦後把下一撮猴毛，吹了口仙氣，無數猴子猴孫現身，來大戰牛魔王的無敵牛虱。至尊寶的猴子猴孫就是該原型模式的最好體現。至尊寶創建自己的一個副本，不用還要重新孕育五百年，然後出世，再學藝，最後來和老牛大戰，估計黃花菜都涼了。他有3根救命猴毛，輕輕一吹，想要多少個自己就有多少個，方便，快捷。

抽象原型

 /// <summary>
    /// 抽象原型，定義了原型本身所具有特征和動作，該類型就是至尊寶
    /// </summary>
    public abstract class Prototype
    {
        /// <summary>
        /// 戰鬥--保護師傅
        /// </summary>
        public abstract void Fight();
        /// <summary>
        /// 化緣--不要餓著師傅
        /// </summary>
        public abstract void BegAlms();

        /// <summary>
        /// 吹口仙氣--變化一個自己出來
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public abstract Prototype Clone();
    }

具體原型

創建兩個具體原型：行者孫和孫行者

行者孫：

 /// <summary>
    /// 具體原型，例如：行者孫，他只負責化齋飯食和與天界寵物下界的妖怪的戰鬥
    /// </summary>
    public sealed class XingZheSunPrototype : Prototype
    {
        /// <summary>
        /// 戰鬥--保護師傅--與自然修煉成妖的戰鬥
        /// </summary>
        public override void Fight()
        {
            Console.WriteLine("行者孫：騰雲駕霧，與天界寵物下界的妖怪的戰鬥....");
        }
        /// <summary>
        /// 化緣--不要餓著師傅--飯食類
        /// </summary>
        public override void BegAlms()
        {
            Console.WriteLine("行者孫：化緣雞魚肉蛋....");
        }

        /// <summary>
        /// 吹口仙氣--變化一個自己出來
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override Prototype Clone()
        {
            return (XingZheSunPrototype)this.MemberwiseClone();
        }
    }

孫行者：

  /// <summary>
    /// 具體原型，例如：孫行者，他只負責與自然界修煉成妖的戰鬥和化齋水果
    /// </summary>
    public sealed class SunXingZhePrototype : Prototype
    {
        /// <summary>
        /// 戰鬥--保護師傅-與天界寵物戰鬥
        /// </summary>
        public override void Fight()
        {
            Console.WriteLine("孫行者：騰雲駕霧，與自然界修煉成妖的戰鬥....");
        }
        /// <summary>
        /// 化緣--不要餓著師傅---水果類
        /// </summary>
        public override void BegAlms()
        {
            Console.WriteLine("孫行者：化緣水果....");
        }

        /// <summary>
        /// 吹口仙氣--變化一個自己出來
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override Prototype Clone()
        {
            return (SunXingZhePrototype)this.MemberwiseClone();
        }
    }

調用

public void RunTest()
        {
            //原型行者孫
            Prototype xingZheSun = new XingZheSunPrototype();
            Prototype xingZheSun2 = xingZheSun.Clone();
            Prototype xingZheSun3 = xingZheSun.Clone();
            //1號行者孫打妖怪
            xingZheSun.Fight();
            //2號行者孫去化緣
            xingZheSun3.BegAlms();
            Console.WriteLine("\r\n*****************************\r\n");
            //原型孫行者
            Prototype sunXingZhe = new SunXingZhePrototype();
            Prototype sunXingZhe2 = sunXingZhe.Clone();
            Prototype sunXingZhe3 = sunXingZhe.Clone();
            Prototype sunXingZhe4 = sunXingZhe.Clone();
            Prototype sunXingZhe5 = sunXingZhe.Clone();

            //1號孫行者打妖怪
            sunXingZhe.Fight();
            //2號孫行者去化緣
            sunXingZhe2.BegAlms();

            //戰鬥和化緣也可以分類，比如化緣，可以分：水果類化緣，飯食類化緣；戰鬥可以分為：天界寵物下界成妖的戰鬥，自然修煉成妖的戰鬥，大家可以自己去想吧，原型模式還是很有用的

        }

原型模式的優缺點

優點

• 原型模式向客戶隱藏了創建新實例的複雜性。

• 原型模式允許動態增加或較少產品類。

• 原型模式簡化了實例的創建結構，工廠方法模式需要有一個與產品類等級結構相同的等級結構，而原型模式不需要這樣。

• 產品類不需要事先確定產品的等級結構，因為原型模式適用於任何的等級結構。

缺點

• 每個類必須配備一個克隆方法。

• 配備克隆方法需要對類的功能進行通盤考慮，這對於全新的類不是很難，但對於已有的類不一定很容易，特別當一個類引用不支持串列化的間接對象，或者引用含有迴圈結構的時候。

本文來自博客園，作者：碼農阿亮，轉載請註明原文鏈接：https://www.cnblogs.com/wml-it/p/17667791.html