设计模式05： Prototype 原型模式（创建型模式）

Prototype 原型模式（创建型模式）

依赖关系的倒置
抽象不应该依赖于实现细节，细节应该依赖于抽象。对所有的设计模式都是这样的。

-抽象A直接依赖于实现细节b

-抽象A依赖于抽象B，实现细节b依赖于抽象B

动机（Motivation）

在软件工程中，经常面临着“某些结构复杂的对象”的创建工作；由于需求变化，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（使用这些对象的程序）”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？

意图（Intent）

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。——《设计模式》GoF

示例代码：

    /// <summary>
    /// 普通兵
    /// </summary>
    public abstract class NormalActor
    {
        public abstract NormalActor Clone();
    }
    /// <summary>
    /// 飞行兵
    /// </summary>
    public abstract class FlyActor
    {
        public abstract FlyActor Clone();
    }
    /// <summary>
    /// 水兵
    /// </summary>
    public abstract class WaterActor
    {
        public abstract WaterActor Clone();
    }

    public class NormalActorA : NormalActor
    {
        public override NormalActor Clone()
        {
            //或者强转成NormalActorA也行
            //return (NormalActorA)this.MemberwiseClone();
            return (NormalActor)this.MemberwiseClone();//浅拷贝，对于值类型+string类型是OK的，但是如果有其他的引用类型就不行了（clone的只是地址）
            //通过序列化来解决浅拷贝的问题
        }
    }
    public class FlyActorA : FlyActor
    {
        public override FlyActor Clone()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
    public class WaterActorA : WaterActor
    {
        public override WaterActor Clone()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }

    public class GameSystem
    {
        public void Run()
        {
            NormalActorA normalActor1 = new NormalActorA();//GameSystem（抽象）依赖于NormalActorA（具体）了
            NormalActorA normalActor2 = new NormalActorA();
            NormalActorA normalActor3 = new NormalActorA();
            NormalActorA normalActor4 = new NormalActorA();

            FlyActorA flyActor1 = new FlyActorA();
            FlyActorA flyActor2 = new FlyActorA();

            WaterActorA waterActor1 = new WaterActorA();
            WaterActorA waterActor2 = new WaterActorA();
        }
        //======由于上面的Run导致抽象依赖于具体了，所以要改为下面的依赖于抽象=======>
        public void Run(NormalActor normalActor, FlyActor flyActor, WaterActor waterActor)
        {   //NormalActor为NormalActorA的抽象
            NormalActor normalActor1 = normalActor.Clone();
            NormalActor normalActor2 = normalActor.Clone();
            NormalActor normalActor3 = normalActor.Clone();
            NormalActor normalActor4 = normalActor.Clone();

            FlyActor flyActor1 = flyActor.Clone();
            FlyActor flyActor2 = flyActor.Clone();

            WaterActor waterActor1 = waterActor.Clone();
            WaterActor waterActor2 = waterActor.Clone();
        }
    }

Prototype模式的几个要点

Prototype模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型（易变类）之间的耦合关系，它同样要求这些“易变类”拥有“稳定的接口”。

Prototype模式对于“如何创建易变类的实体对象”采用“原型克隆”的方法来做，它使我们非常灵活地创建“拥有某些稳定接口”的新对象——所需的工作仅仅是注册一个新类的对象（即原型），然后在任何需要的地方不断地Clone。

Prototype模式中的Clone方法可用利用.NET中的Object类的MemberwiseClone()方法或者序列化（可以实现深拷贝）来实现。

有关创建型模式的讨论

Singleton模式解决的是实体对象个数的问题。除了Singleton之外，其他创建型模式解决的都是new所带来的耦合关系。

Factory Method，Abstract Factory，Builder都需要一个额外的工厂类来负责实例化“易变对象”，而Prototype则是通过原型（一个特殊的工厂类）来克隆“易变对象”。

如果遇到“易变类”，起初的设计通常从Factory Method开始，当遇到更多复杂变化时，在考虑重构为其他三种工厂模式（Abstract Factory，Builder，Prototype）。