【23种设计模式】原型模式(五)

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所属分类:.NET技术
摘要

在软件系统中,当创建一个类的实例的过程很昂贵或很复杂,并且我们需要创建多个这样类的实例时,如果我们用new操作符去创建这样的类实例,这就会增加创建类的复杂度和创建过程与客户代码复杂的耦合度。如果采用工厂模式来创建这样的实例对象的话,随着产品类的不断增加,导致子类的数量不断增多,也导致了相应工厂类的增加,维护的代码维度增加了,因为有产品和工厂两个维度了,反而增加了系统复杂程度,所以在这里使用工厂模式来封装类创建过程并不合适。由于每个类实例都是相同的,这个相同指的是类型相同,但是每个实例的状态参数会有不同,如果状态数值也相同就没意义了,有一个这样的对象就可以了。当我们需要多个相同的类实例时,可以通过对原来对象拷贝一份来完成创建,这个思路正是原型模式的实现方式。


前言

在软件系统中,当创建一个类的实例的过程很昂贵或很复杂,并且我们需要创建多个这样类的实例时,如果我们用new操作符去创建这样的类实例,这就会增加创建类的复杂度和创建过程与客户代码复杂的耦合度。如果采用工厂模式来创建这样的实例对象的话,随着产品类的不断增加,导致子类的数量不断增多,也导致了相应工厂类的增加,维护的代码维度增加了,因为有产品和工厂两个维度了,反而增加了系统复杂程度,所以在这里使用工厂模式来封装类创建过程并不合适。由于每个类实例都是相同的,这个相同指的是类型相同,但是每个实例的状态参数会有不同,如果状态数值也相同就没意义了,有一个这样的对象就可以了。当我们需要多个相同的类实例时,可以通过对原来对象拷贝一份来完成创建,这个思路正是原型模式的实现方式。

原型模式的定义

在软件系统中,经常面临着“某些结构复杂的对象”的创建工作;由于需求的变化,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”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?那就是原型模式,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。

原型模式的组成

【23种设计模式】原型模式(五)

  • 原型类(Prototype):原型类,声明一个Clone自身的接口;

  • 具体原型类(ConcretePrototype):实现一个Clone自身的操作。

在原型模式中,Prototype通常提供一个包含Clone方法的接口,具体的原型ConcretePrototype使用Clone方法完成对象的创建。

原型模式的实现

《大话西游之大圣娶亲》这部电影,没看过的人不多吧,里面有这样一个场景。牛魔王使用无敌牛虱大战至尊宝,至尊宝的应对之策就是,从脑后把下一撮猴毛,吹了口仙气,无数猴子猴孙现身,来大战牛魔王的无敌牛虱。至尊宝的猴子猴孙就是该原型模式的最好体现。至尊宝创建自己的一个副本,不用还要重新孕育五百年,然后出世,再学艺,最后来和老牛大战,估计黄花菜都凉了。他有3根救命猴毛,轻轻一吹,想要多少个自己就有多少个,方便,快捷。

抽象原型
 /// <summary>     /// 抽象原型,定义了原型本身所具有特征和动作,该类型就是至尊宝     /// </summary>     public abstract class Prototype     {         /// <summary>         /// 战斗--保护师傅         /// </summary>         public abstract void Fight();         /// <summary>         /// 化缘--不要饿着师傅         /// </summary>         public abstract void BegAlms();          /// <summary>         /// 吹口仙气--变化一个自己出来         /// </summary>         /// <returns></returns>         public abstract Prototype Clone();     } 
具体原型

创建两个具体原型:行者孙和孙行者

行者孙:

 /// <summary>     /// 具体原型,例如:行者孙,他只负责化斋饭食和与天界宠物下界的妖怪的战斗     /// </summary>     public sealed class XingZheSunPrototype : Prototype     {         /// <summary>         /// 战斗--保护师傅--与自然修炼成妖的战斗         /// </summary>         public override void Fight()         {             Console.WriteLine("行者孙:腾云驾雾,与天界宠物下界的妖怪的战斗....");         }         /// <summary>         /// 化缘--不要饿着师傅--饭食类         /// </summary>         public override void BegAlms()         {             Console.WriteLine("行者孙:化缘鸡鱼肉蛋....");         }          /// <summary>         /// 吹口仙气--变化一个自己出来         /// </summary>         /// <returns></returns>         public override Prototype Clone()         {             return (XingZheSunPrototype)this.MemberwiseClone();         }     } 

孙行者:

  /// <summary>     /// 具体原型,例如:孙行者,他只负责与自然界修炼成妖的战斗和化斋水果     /// </summary>     public sealed class SunXingZhePrototype : Prototype     {         /// <summary>         /// 战斗--保护师傅-与天界宠物战斗         /// </summary>         public override void Fight()         {             Console.WriteLine("孙行者:腾云驾雾,与自然界修炼成妖的战斗....");         }         /// <summary>         /// 化缘--不要饿着师傅---水果类         /// </summary>         public override void BegAlms()         {             Console.WriteLine("孙行者:化缘水果....");         }          /// <summary>         /// 吹口仙气--变化一个自己出来         /// </summary>         /// <returns></returns>         public override Prototype Clone()         {             return (SunXingZhePrototype)this.MemberwiseClone();         }     } 
调用
public void RunTest()         {             //原型行者孙             Prototype xingZheSun = new XingZheSunPrototype();             Prototype xingZheSun2 = xingZheSun.Clone();             Prototype xingZheSun3 = xingZheSun.Clone();             //1号行者孙打妖怪             xingZheSun.Fight();             //2号行者孙去化缘             xingZheSun3.BegAlms();             Console.WriteLine("rn*****************************rn");             //原型孙行者             Prototype sunXingZhe = new SunXingZhePrototype();             Prototype sunXingZhe2 = sunXingZhe.Clone();             Prototype sunXingZhe3 = sunXingZhe.Clone();             Prototype sunXingZhe4 = sunXingZhe.Clone();             Prototype sunXingZhe5 = sunXingZhe.Clone();              //1号孙行者打妖怪             sunXingZhe.Fight();             //2号孙行者去化缘             sunXingZhe2.BegAlms();              //战斗和化缘也可以分类,比如化缘,可以分:水果类化缘,饭食类化缘;战斗可以分为:天界宠物下界成妖的战斗,自然修炼成妖的战斗,大家可以自己去想吧,原型模式还是很有用的          } 

【23种设计模式】原型模式(五)

原型模式的优缺点

优点
  • 原型模式向客户隐藏了创建新实例的复杂性。

  • 原型模式允许动态增加或较少产品类。

  • 原型模式简化了实例的创建结构,工厂方法模式需要有一个与产品类等级结构相同的等级结构,而原型模式不需要这样。

  • 产品类不需要事先确定产品的等级结构,因为原型模式适用于任何的等级结构。

缺点
  • 每个类必须配备一个克隆方法。

  • 配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类不是很难,但对于已有的类不一定很容易,特别当一个类引用不支持串行化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。