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无废话C#设计模式之五:Prototype

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本系列文章将向大家介绍一下C#的设计模式,此为第五篇文章,相信对大家会有所帮助的。废话不多说,继续来看。

作者:LoveCherry 来源:博客园 2007年11月19日

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 代码执行结果如下图:

  

  代码说明

  Enemy类是抽象原型,它有两个用途,一是定义了原型的一些抽象内容,二是定义了原型模式必须的拷贝方法。在这里,我们看到,每个敌人的属性有位置、攻击力、速度等,并且能通过ShowInfo()方法来获取这个人的信息。

  FootMan类就是具体原型了,它显示了敌人的具体参数以及实现了克隆自身。

  GameScene类就是调用方,在这里我们并没有看到有和具体原因进行依赖,通过复制传入的克隆原型,得到一些新的敌人,在原型的基础上稍微调整一下就变成了一支敌人部队。

  原型模式通过对原型进行克隆来替代无数子类,因此也就减少了调用方和具体类型产生依赖的程序。

  Clone()方法接受一个参数,表示是否是深拷贝。在这里,我们通过序列化反序列化实现深拷贝,深拷贝实现对象的完整复制,包括对象内部的引用类型都会复制一份全新的。在这里,如果3个敌人对象的Location都指向内存同一个地址的话,那么它们就分不开了,因此,在复制的时候需要进行深拷贝,使得它们的Location是独立的。

  在初始化Enemy的时候,我们Sleep()了一下,目的是模拟对象的创建是一个非常耗时的工作,这也体现了原型模式的另一个优势,在生成敌人的时候,我们其实无需再做这些工作了,我们只需要得到它的完整数据,并且进行一些修改就是一个新的敌人。

  运行程序后可以看到,虽然创建了三个敌人,但是只耗费了一个敌人的创建时间,三个敌人都是从原型克隆出来的。由于进行了深拷贝,修改了一个敌人的位置并不会影响其它敌人。

  何时采用

  从代码角度来说, 如果你希望运行时指定具体类(比如是使用Footman作为敌人还是使用其它),或者你希望避免创建对象时的初始化过程(如果这个过程占用的时间和资源都非常多),或者是希望避免使用工厂方法来实现多态的时候,可以考虑原型模式。

  从应用角度来说, 如果你创建的对象是多变化、多等级的产品,或者产品的创建过程非常耗时的时候(比如,有一定的计算量,或者对象创建时需要从网络或数据库中获取一定的数据),或者想把产品的创建独立出去,不想了解产品创建细节的时候可以考虑使用。不得不说,原型模式给了我们多一种创建对象,并且不依赖具体对象的选择。

  实现要点

  .NET中使用Object的MemberwiseClone()方法来实现浅拷贝,通过序列化和反序列化实现深拷贝,后者代价比较大,选择何时的拷贝方式。

  原型模式同样需要抽象类型和具体类型,通过相对稳定的抽象类型来减少或避免客户端的修改可能性。

  在代码中,我们把敌人作为了抽象类型,抽象层次很高。完全可以把步兵作为抽象类型,下面有普通步兵,手榴弹步兵等等,再有一个坦克作为抽象类型,下面还有普通坦克和防导弹坦克。这样GameScene可能就需要从两种抽象类型克隆出许多步兵和坦克。不管怎么样抽象,只要是对象类型由原型实例所指定,新对象通过原型实例做拷贝,那么这就是原型模式。

  注意事项

  注意选择深拷贝和浅拷贝。

  拷贝原型并进行修改意味着原型需要公开更多的数据,对已有系统实现原型模式可能修改的代价比较大。

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