C#设计模式(6)——原型模式
1.原型模式介绍
在软件系统开发中,有时候会遇到这样的情况:我们需要用到多个相同实例,最简单直接的方法是通过多次调用new方法来创建相同的实例。如下:
Person person=new Person(){Name="jack",Age=};
Person person2=new Person(){Name="jack",Age=};
Person person3=new Person(){Name="jack",Age=};
但是有一个问题,如果我用要使用的实例创建起来十分耗费资源,或者创建起来步骤比较繁琐,上边的代码缺点就暴露出来了:耗费资源,每次创建实例都要重复繁琐的创建过程。原始模式可以很好地解决这个问题,使用原型模式我们不需要每次都new一个新的实例,而是通过拷贝原有的对象来完成创建,这样我们就不需要在内存中创建多个对象,也不需要重复复杂的创建过程了。下边以克隆人为例解释原型模式的用法,代码非常简单。
人类原型类,提供了一个克隆抽象方法:
/// <summary>
/// 人类原型抽象类
/// </summary>
public abstract class PersonPrototype
{
public abstract object clone();
}
人类继承原型类,表示人类可以被克隆,每个人都有名字,年龄和住址:
/// <summary>
/// Person
/// </summary>
public class Person: PersonPrototype
{
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
public Address Address { get; set; } public override object clone()
{
//MemberwiseClone方法实现浅拷贝
return this.MemberwiseClone();
}
} /// <summary>
/// 住址
/// </summary>
public class Address
{
public string Province { get; set; }
public string City { get; set; }
}
客户端代码:
static void Main(string[] args)
{
//创建一个person实例
Person person1 = new Person()
{
Name = "jack",
Age = ,
Address = new Address{Province = "山东",City = "青岛"}
};
//一个克隆人,通过clone方法替代了new方法
Person clonePerson = (Person)person1.clone(); Console.WriteLine($"person1的name:{person1.Name},年龄:{person1.Age}," +
$"省份:{person1.Address.Province},城市:{person1.Address.City}");
Console.WriteLine($"克隆人的name:{clonePerson.Name},年龄:{clonePerson.Age}," +
$"省份:{clonePerson.Address.Province},城市:{clonePerson.Address.City}");
Console.ReadKey();
}
运行结果如下:
我们可以看到,通过clone方法成功获取了一个相同的person实例。
这里需要注意一点:通过object.MemberWiseClone()获取一个对象的实例属于浅拷贝,对实例的简单类型属性进行全值拷贝(包含string类型),对复杂类型属性只拷贝了引用。客户端代码如下
static void Main(string[] args)
{
//创建一个person实例
Person person1 = new Person()
{
Name = "jack",
Age = ,
Address = new Address{Province = "山东", City = "青岛"}
};
//一个克隆人
Person clonePerson = (Person)person1.clone();
clonePerson.Name = "tom";
clonePerson.Age = ;
clonePerson.Address.Province = "浙江";
clonePerson.Address.City = "杭州"; Console.WriteLine($"person1的name:{person1.Name},年龄:{person1.Age}," +
$"省份:{person1.Address.Province},城市:{person1.Address.City}");
Console.WriteLine($"克隆人的name:{clonePerson.Name},年龄:{clonePerson.Age}," +
$"省份:{clonePerson.Address.Province},城市:{clonePerson.Address.City}");
Console.ReadKey();
}
}
运行结果:对于复杂类型Address,修改clonePerson的省份和城市,person1的Address也修改了。而修改clonePerson的名字,person1的名字没有变。
修改clonePerson的名字,person1的名字没有变,这一点是MemberwishClone方法和直接赋值的区别,我们修改客户端代码,将
static void Main(string[] args)
{
//创建一个person实例
Person person1 = new Person()
{
Name = "jack",
Age = ,
Address = new Address{Province = "山东",City = "青岛"}
};
//这里使用直接赋值,而不是clone
Person clonePerson = person1;
clonePerson.Name = "tom";
clonePerson.Age = ;
clonePerson.Address.Province = "浙江";
clonePerson.Address.City = "杭州"; Console.WriteLine($"person1的name:{person1.Name},年龄:{person1.Age}," +
$"省份:{person1.Address.Province},城市:{person1.Address.City}");
Console.WriteLine($"克隆人的name:{clonePerson.Name},年龄:{clonePerson.Age}," +
$"省份:{clonePerson.Address.Province},城市:{clonePerson.Address.City}");
Console.ReadKey();
}
运行结果:直接赋值修改字符串类型的属性(name)原始实例也会修改
2.小结
上边例子的类图
原型模式的优点:
1.隐藏了创建实例的繁琐过程,只需通过Clone方法就可以获取实例对象
2.使用浅拷贝替代new,减少资源消耗
原型模式的缺点:
1.需要添加一个Clone方法,C#中一般使用MemberwishClone方法来获取实例的浅拷贝副本。
补充:如果想实现深拷贝常用的有两种方法:①将原始实例序列化,然后反序列化赋值给副本对象;②浅拷贝+递归的方式,类似于遍历文件夹,对所有的复杂属性、复杂属性内部的复杂属性都进行浅拷贝。
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