設計模式-建立型-原型模式
引言：
原型模式是什麼？它是在什麼場景下被提出的呢？本章節，我們將詳細瞭解下原型模式。
在軟體系統中，當建立一個類的例項過程過於昂貴或複雜，並且我們需要建立多個這樣類的例項時，如果我們通過new來建立類例項，這就會增加建立類的複雜度和建立過程與客戶程式碼複雜的耦合度。如果採用工廠模式來建立這樣的例項物件的話，隨著產品類的不斷增加，導致子類的數量不斷增多，也導致了相應工廠類的增加，維護的程式碼維度增加了，因為有產品和工廠兩個維度了，反而增加了系統複雜程度，所以在這裡使用工廠模式來封裝類建立過程並不合適。由於每個類例項都是相同的（型別相同），但是每個例項的狀態引數會有不同，如果狀態數值也相同就沒意義了，有一個這樣的物件就可以了。當我們需要多個相同的類例項時，可以通過對原來物件拷貝一份來完成建立，這個思路正是原型模式的實現方式。
定義：
原型模式就是通過給出一個原型物件來指明所要建立的物件型別，然後用複製這個物件的方法來建立更多的同類型物件。
原型模式的兩種型別：
object類的clone方法只會拷貝物件中基本的資料型別，對於陣列、容器物件、引用物件等都不會拷貝，這就是淺拷貝。如果要實現深拷貝，必須將原型模式中的陣列、容器物件、引用物件等另行拷貝。
1 internal class Program
2 {
3 private static void Main(string[] args)
4 {
5 SunWukong sunwukong = new SunWukong()
6 {
7 Id = 1,
8 Name = "孫悟空",
9 Weapon = new Weapon()
10 {
11 Name = "如意金箍棒"
12 }
13 };
14 SunWukong xingzhesun = (SunWukong)sunwukong.Clone();
15 Console.WriteLine($"{sunwukong.Id}-{sunwukong.Name}-{sunwukong.Weapon.Name}");
16 Console.WriteLine($"{xingzhesun.Id}-{xingzhesun.Name}-{xingzhesun.Weapon.Name}");
17 Console.WriteLine("===============================");
18
19 // 驗證克隆後屬性之間是否共享
20 xingzhesun.Id = 2;
21 xingzhesun.Name = "行者孫";
22 xingzhesun.Weapon.Name = "釘耙";
23 Console.WriteLine($"{xingzhesun.Id}-{xingzhesun.Name}-{xingzhesun.Weapon.Name}");
24 Console.WriteLine($"{sunwukong.Id}-{sunwukong.Name}-{sunwukong.Weapon.Name}");
25 // 從結果可以看出，對於基本型別屬性，克隆之後不共享，而對於物件來說是共享的，這就是淺拷貝
26 Console.WriteLine("===============================");
27 Console.WriteLine($"孫悟空的武器{sunwukong.Weapon.GetHashCode()}，行者孫的武器{sunwukong.Weapon.GetHashCode()}");
28 // 列印hashcode值可以看出，克隆後的例項與原型的Weapon指向同一個地址
29 }
30 }
31
32 internal class SunWukong : ICloneable
33 {
34 public int Id { get; set; }
35 public string Name { get; set; }
36 public Weapon Weapon { get; set; }
37
38 public object Clone()
39 {
40 return this.MemberwiseClone();
41 }
42 }
43
44 internal class Weapon
45 {
46 public string Name { get; set; }
47 }
.net中提供了原型，即System名稱空間下的介面ICloneable，只要實現該介面的Clone方法就可以之間原型拷貝。上述程式碼中遺留了一個問題，如何實現深拷貝問題。
1 internal class Program
2 {
3 private static void Main(string[] args)
4 {
5 SunWukong sunwukong = new SunWukong()
6 {
7 Id = 1,
8 Name = "孫悟空",
9 Weapon = new Weapon()
10 {
11 Name = "如意金箍棒"
12 }
13 };
14 SunWukong xingzhesun = (SunWukong)sunwukong.Clone();
15 // 引用型別再進行拷貝
16 xingzhesun.Weapon = (Weapon)xingzhesun.Weapon.Clone();
17 Console.WriteLine($"{sunwukong.Id}-{sunwukong.Name}-{sunwukong.Weapon.Name}");
18 Console.WriteLine($"{xingzhesun.Id}-{xingzhesun.Name}-{xingzhesun.Weapon.Name}");
19 Console.WriteLine("===============================");
20 xingzhesun.Id = 2;
21 xingzhesun.Name = "行者孫";
22 xingzhesun.Weapon.Name = "釘耙";
23 Console.WriteLine($"{xingzhesun.Id}-{xingzhesun.Name}-{xingzhesun.Weapon.Name}");
24 Console.WriteLine($"{sunwukong.Id}-{sunwukong.Name}-{sunwukong.Weapon.Name}");
25 Console.WriteLine("===============================");
26 Console.WriteLine($"孫悟空的武器{sunwukong.Weapon.GetHashCode()}，行者孫的武器{xingzhesun.Weapon.GetHashCode()}");
27 }
28 }
29
30 internal class SunWukong : ICloneable
31 {
32 public int Id { get; set; }
33 public string Name { get; set; }
34 public Weapon Weapon { get; set; }
35
36 public object Clone()
37 {
38 return this.MemberwiseClone();
39 }
40 }
41
42 internal class Weapon : ICloneable
43 {
44 public string Name { get; set; }
45
46 public object Clone()
47 {
48 return this.MemberwiseClone();
49 }
50 }
深拷貝：
1、複製物件的基本資料型別的成員變數值。
2、為所有引用型別的成員變數申請儲存空間，並複製每個引用資料型別成員變數所引用的物件，直到該物件可達的所有物件。也就是說，物件進行深拷貝要對整個物件進行拷貝。
3、深拷貝實現方式1：重寫clone方法。
4、深拷貝實現方式2：通過物件序列化。
1 //物件深拷貝
2 public static T Copy<T>(T oldObject) where T : class,new()
3 {
4 T newOrder = new T();
5 MemoryStream stream = new MemoryStream();
6 BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
7 bf.Serialize(stream, oldObject);
8 stream.Position = 0;
9 newOrder = (bf.Deserialize(stream) as T);
10 return newOrder;
11 }
view code
原型模式的注意事項和細節：
1、建立新的物件比較複雜時，可以利用原型模式簡化物件的建立過程，同時也能夠提高效率。
2、不用重新初始化物件，而是動態地獲取物件執行時的狀態。
3、如果原始物件發生變化（增加或減少屬性），其它克隆物件也會發生相應的變化，無需修改程式碼。
4、在實現深克隆的時候可能需要比較複雜的程式碼。
5、使用原型模式複製不會呼叫類的構造方法。因為物件的複製是通過呼叫clone方法完成的，它直接在記憶體種複製資料，因此不會呼叫到類的構造方法。不但構造方法中的程式碼不會執行，甚至連訪問許可權都對原型模式無效。單例模式中，我們通過私有化建構函式來實現單例模式，但clone方法直接無視構造方法的許可權，所以，單例模式與原型模式是衝突的。
原型模式的優點：
1、原型模式向客戶隱藏了建立新例項的複雜性。
2、原型模式允許動態增加或較少產品類。
3、原型模式簡化了例項的建立結構，工廠方法模式需要有一個與產品類等級結構相同的等級結構，而原型模式不需要這樣。
4、產品類不需要事先確定產品的等級結構，因為原型模式適用於任何的等級結構。
缺點：
1、需要為每一個類配備一個克隆方法，這對全新的類來說不是很難，但對已有的類進行改造時，需要修改原始碼，即違反了OCP原則。
參考：https://www.cnblogs.com/zhili/p/PrototypePattern.html
https://yq.aliyun.com/articles/485574&n