看完这篇原型设计模式，还不会，请你吃瓜

墨蓝 2024-03-16 12:36 28阅读 0赞

### 概述 ###

使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。

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。

student s=new student();
    student s1=new student();
    student s2=new student();

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。下边以克隆学生为例解释原型模式的用法，代码非常简单。

### C\#通过this.MemberwiseClone()实现原型模式 ###

![260a23b051d4e64e6146ac2e96e94a7d.gif][]

/// <summary>
        /// //原型抽象类
        /// </summary>
        public abstract class StudentPrototype
        {
            public string  Name { get;  }
            public StudentPrototype(string name)
            {
                Name=name;
            }
            public  abstract StudentPrototype Clone();
        }
        /// <summary>
        /// 学生类继承原型抽象类 并重写Clone（）；
        /// </summary>
        public class Student : StudentPrototype
        {
            public Student(string name) : base(name)
            {
            }
    
            public override StudentPrototype Clone()
            {
                //浅拷贝
                //值类型成员：全都复制一份，并且搞一份新的。
                //引用类型：只是复制其引用，并不复制其对象。
                return (StudentPrototype)this.MemberwiseClone();
            }
        }

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![f0dfca211d09e16e28577522f246c274.gif][]

Console.WriteLine("原型设计模式");
    Student student=new Student("mhg");
    Student student1=(Student)student.Clone();
    Console.WriteLine(student.GetHashCode());
    Console.WriteLine(student1.GetHashCode());
    Console.WriteLine(student1.Name);

![a6c98d97764094c5df4bf6ce88f3d203.gif][]

结论：实现该原型模式，第一需要定义一个抽象类，定义一个抽象方法；第二写一个类继承该抽象类。重写抽象方法即可。重写抽象方法的逻辑使用**this.MemberwiseClone();**

### C\#自己继承ICloneable实现原型模式 ###

![77ee4f381f2cdc44254c87c87465bd5f.gif][]

public class Teacher:ICloneable
        {
            public Teacher(string name)
            {
                Name=name;
            }
            public string Name { get; }
    
            public object Clone()
            {
               return this.MemberwiseClone();   
            }
        }

![04e97b3815408618a2fd789a5d477422.gif][]

![2dd72f101b8c845a2daa1c511193585e.gif][]

Console.WriteLine("C#自己继承ICloneable");
    Teacher teacher=new Teacher("mhg2");
    Teacher teacher2=(Teacher)teacher.Clone();

Console.WriteLine(teacher.GetHashCode());  
Console.WriteLine(teacher2.GetHashCode());  
Console.WriteLine(teacher2.Name);

![bc50b0524a4814e50f601323dde36ea8.gif][]

结论：定义一个类继承ICloneable,然后使用**this.MemberwiseClone()实现，这种方式更简单。**

**这里需要注意一点：通过this.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。**

**下面咱们验证一下浅拷贝确实只对值类型成员全部复制了一份，搞成了一份新的，对于引用类型，只是复制了其引用，并不复制其对象。**

我们还是继续用Teacher这个类，在这个类里面增加一个引用类型MyStudent,咱上代码。

![0cb4db5973b8e8b467daab73f12142b2.gif][]

public class Teacher : ICloneable
        {
            public string? Name { get; set; }
            public MyStudent? MyStudent { get; set; }
            public object Clone()
            {
                return this.MemberwiseClone();
            }
            public void Show()
            {
                Console.WriteLine($"Teacher:{Name}");
                Console.WriteLine($"MyStudent name:{MyStudent.Name}");
                Console.WriteLine($"MyStudent Age:{MyStudent.Age}");
            }
        }
       
        public class MyStudent
        {
            public string Name { get; set; }
            public string  Age { get; set; }
        }

![ac5d2fcb81ce324103a212453878bcf0.gif][]

看下执行结果

![a26e717a00e3bd5fc7f07fda95cd734f.png][]

通过执行克隆了一份新对象，修改了Teacher.Mystudent.Name和Teacher.Mystudent.Age的值，其teacher对象Mystudent.Name和MyStudent.Age值也会发生变化,而修改了Teacher2.Name的值，其teacher对象的name却没有发生变化。也就验证我们上面所说的，原型浅拷贝关于值类型全部复制一份，对于引用只复制其引用，这点特别重要，很多人搞不明白，多动手实践一下。

那如果就上面的问题而言，我们现在既想对原型里面的值类型复制一份新的，也想把引用类型复制一份新的对象，并不仅仅只是再复制其引用，该怎么实现呢？

### 通过原型伪深拷贝实现 ###

![fd049bd77d64829e89a5a2b9de137207.gif][]

public class Teacher : ICloneable
        {
            public string? Name { get; set; }
            public MyStudent? MyStudent { get; set; }
            public Teacher()
            {
                MyStudent=new MyStudent();    
            }
            private Teacher(MyStudent myStudent)
            {
                MyStudent=(MyStudent)myStudent.Clone();
            }
            public object Clone()
            {            
                //在创建新对象的时候把工作经验这个引用类型也复制一份
                Teacher teacher1 = new Teacher(MyStudent)
                {
                    Name = Name
                };
                return teacher1;
    
                //如果依然调用this.MemberwiseClone();引用类型，就永远不可能被复制一份新的
                //return this.MemberwiseClone(); //这种写法只能拷贝值类型
    
            }
            public void Show(string objectName)
            {
                Console.WriteLine($"-------------{objectName}-start----------------");
                Console.WriteLine($"{objectName}:{Name}");
                Console.WriteLine($"MyStudent-name:{MyStudent.Name}");
                Console.WriteLine($"MyStudent-Age:{MyStudent.Age}");
                Console.WriteLine($"-------------{objectName}-end----------------\r\n");
            }
        }
       
        public class MyStudent:ICloneable
        {
            public string Name { get; set; }
            public string  Age { get; set; }
    
            public object Clone()
            {
                return this.MemberwiseClone();
            }
        }

![260a23b051d4e64e6146ac2e96e94a7d.gif][]

来看看执行结果

![c4785277a6eb71539f1d5e950868764e.png][]

通过上述代码运行可以看出，teacher1、teacher2、teacher3几个对象的创建...最后不仅把值类型全部复制了一份新的，引用类型也复制了一份对象，不再是复制其引用了。

目前这种原型创建还只是伪深拷贝，如果在MyStudent类中在出现一个引用类型，那么就需要使用递归。这种方式显而易见是有问题的，如果要真正的实现深拷贝，需要通过反射和序列化来实现.

### 总结 ###

上述案例我们分别讲了原型浅拷贝，原型伪深拷贝,如何实现真正的深拷贝，其实也很简单，这次就不再往下写了，文章写短了没人看，写长了更没人看！关于案例中的其他问题，有疑问，欢迎交流！

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