欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

C# 设计模式系列教程-原型模式

程序员文章站 2022-05-28 19:21:57
1. 概述   通过复制一个已经存在的实例来创建一个新的实例。被复制的实例被称为原型,这个原型是可定制的。 2. 模式中的角色   2.1 抽象原型类(abstrac...

1. 概述

  通过复制一个已经存在的实例来创建一个新的实例。被复制的实例被称为原型,这个原型是可定制的。

2. 模式中的角色

  2.1 抽象原型类(abstract prototype):提供一个克隆接口

  2.2 具体原型类(concrete prototype): 及实现了克隆接口的具体原型类

3. 实例:求职网站上现在都支持多份简历,如果每创建一份简历都要从头至尾地填写一遍,那也是非常让人沮丧的事。其实针对我们的求职岗位的不同,不同的简历可能只要修改局部内容就可以了,而不用全部重新构建一份新的简历。复制一份简历,然后做局部修改是最让人省心的了!

  3.1 实现类图

C# 设计模式系列教程-原型模式

  类图解读

  在.net中,system命名空间已经为我们提供了一个icloneable接口,它包含了一个方法clone(),实现这个接口就完成了原型模式。

  3.2 在写实现代码之前,先要理解一下深复制与浅复制。

    3.2.1 浅复制:将原来对象中的所有字段逐个复制到一个新对象,如果字段是值类型,则简单地复制一个副本到新对象,改变新对象的值类型字段不会影响原对象;如果字段是引用类型,则复制的是引用,改变目标对象中引用类型字段的值将会影响原对象。例如, 如果一个对象有一个指向引用类型(如例子中的工作经历)的字段, 并且我们对该对象做了一个浅复制, 那麽两个对象将引用同一个引用(即同一段工作经历)。

    3.2.2 深复制:与浅复制不同之处在于对引用类型的处理,深复制将新对象中引用类型字段指向复制过的新对象,改变新对象中引用的任何对象,不会影响到原来的对象中对应字段的内容。例如,如果一个对象有一个指向引用类型(如例子中的工作经历)的字段,并且对该对象做了一个深复制的话.我门将创建一个新的对象(即新的工作经历)。

  3.3 简历的浅复制实现

 /// <summary>
 /// 实现了icloneable接口的简历类
 /// </summary>
 public class resume:icloneable
 {
 public resume()
 {
  mworkexperience = new workexperience();
 }

 private string mname;
 private string msex;
 private int mage;
 private workexperience mworkexperience;

 public string name
 {
  get { return mname; }
  set { mname = value; }
 }

 public string sex
 {
  get { return msex; }
  set { msex = value; }
 }

 public int age
 {
  get { return mage; }
  set { mage = value; }
 }

 /// <summary>
 /// 关联了一个引用类型
 /// </summary>
 public workexperience workexperience 
 { 
  get { return mworkexperience; } 
 }

 public void setworkexperience(datetime startdate, datetime enddate, string company, string position)
 {
  this.mworkexperience.company = company;
  this.mworkexperience.enddate = enddate;
  this.mworkexperience.startdate = startdate;
  this.mworkexperience.position = position;
 }

 /// <summary>
 /// 实现icloneable接口的clone方法
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 public object clone()
 {
  // .net 为我们提供的浅复制对象的方法
  return this.memberwiseclone();
 }
 }

 /// <summary>
 /// 工作经历类
 /// </summary>
 public class workexperience
 {
 public datetime startdate { get; set; }
 public datetime enddate { get; set; }
 public string company { get; set; }
 public string position { get; set; }
 }

  下面是测试代码

 [testmethod]
 public void testshallowcopy()
 {
  resume myfirstresume = new resume
  {
  age = 29,
  name = "kevin wang",
  sex = "男",
  };
  myfirstresume.setworkexperience(new datetime(2006, 7, 1), new datetime(2007, 7, 1), "my first company", "software engineer");

  resume mysecondresume = (resume)myfirstresume.clone();
  mysecondresume.setworkexperience(new datetime(2007, 8, 1), new datetime(2008, 8, 1), "my second company", "software engineer");

  resume mythirdresume = (resume)myfirstresume.clone();
  mythirdresume.setworkexperience(new datetime(2008, 8, 1), new datetime(2009, 8, 1), "my third company", "senior software engineer");

  assert.areequal("my first company", myfirstresume.workexperience.company);
  assert.areequal("my second company", mysecondresume.workexperience.company);
  assert.areequal("my third company", mythirdresume.workexperience.company); 
 }

    这里期望的是三个断言都能运行成功,但是却是失败的,原因是:由于我们使用的是浅复制,所以myfirstresume, mysecondresume 和 mythirdresume引用的是同一个对象,因此最终的结果是 三个简历的workexperience.company都是“my third company".

  3.4 简历的深复制实现

 /// <summary>
 /// 实现了icloneable接口的简历类
 /// </summary>
 public class resume : icloneable
 {
 public resume()
 {
  mworkexperience = new workexperience();
 }

 /// <summary>
 /// 这里使用一个私有的构造函数来对其连接到的引用类型进行复制
 /// </summary>
 /// <param name="workexperience"></param>
 private resume(workexperience workexperience)
 {
  this.mworkexperience = (workexperience)workexperience.clone();
 }

 private string mname;
 private string msex;
 private int mage;
 private workexperience mworkexperience;

 public string name
 {
  get { return mname; }
  set { mname = value; }
 }

 public string sex
 {
  get { return msex; }
  set { msex = value; }
 }

 public int age
 {
  get { return mage; }
  set { mage = value; }
 }

 public workexperience workexperience
 {
  get { return mworkexperience; }
 }

 /// <summary>
 /// 设置功过经历
 /// </summary>
 /// <param name="startdate"></param>
 /// <param name="enddate"></param>
 /// <param name="company"></param>
 /// <param name="position"></param>
 public void setworkexperience(datetime startdate, datetime enddate, string company, string position)
 {
  this.mworkexperience.company = company;
  this.mworkexperience.enddate = enddate;
  this.mworkexperience.startdate = startdate;
  this.mworkexperience.position = position;
 }

 /// <summary>
 /// 实现icloneable接口的clone方法
 /// </summary>
 /// <returns></returns>
 public object clone()
 {
  // 这里不再使用memberwiseclone方法进行复制了,而是新创建了一个全新的简历。它完全是在内部实现的,外部不用关心它的实现
  resume newresume = new resume(this.mworkexperience);
  newresume.msex = this.msex;
  newresume.mname = this.mname;
  newresume.mage = this.mage;

  return newresume;
 }
 }

 public class workexperience :icloneable
 {
 public datetime startdate { get; set; }
 public datetime enddate { get; set; }
 public string company { get; set; }
 public string position { get; set; }

 public object clone()
 {
  // 使用.net 为我们提供的浅复制对象的方法,因为这里已经没有引用对象了(string虽然是引用类型,但.net为我们做了特别处理,可以像值类型一样使用它)。
  return this.memberwiseclone();
 }
 }

  测试代码如下

 [testmethod]
 public void testdeepcopy()
 {
  resume myfirstresume = new resume
  {
  age = 29,
  name = "kevin wang",
  sex = "男",
  };
  myfirstresume.setworkexperience(new datetime(2006, 7, 1), new datetime(2007, 7, 1), "my first company", "software engineer");

  resume mysecondresume = (resume)myfirstresume.clone();
  mysecondresume.setworkexperience(new datetime(2007, 8, 1), new datetime(2008, 8, 1), "my second company", "software engineer");

  resume mythirdresume = (resume)myfirstresume.clone();
  mythirdresume.setworkexperience(new datetime(2008, 8, 1), new datetime(2009, 8, 1), "my third company", "senior software engineer");

  assert.areequal("my first company", myfirstresume.workexperience.company);
  assert.areequal("my second company", mysecondresume.workexperience.company);
  assert.areequal("my third company", mythirdresume.workexperience.company); 
 }

  运行测试,测试通过,这正是我们期望的结果。

4. 模式总结

  4.1 优点

    4.1.1 隐藏了对象的创建细节,对有些初始化需要占用很多资源的类来说,对性能也有很大提高。

    4.1.2 在需要新对象时,可以使用clone来快速创建创建一个,而不用使用new来构建。

  4.2 缺点

    4.2.1 每一个类都需要一个clone方法,而且必须通盘考虑。对于深拷贝来说,每个关联到的类型都不许实现iclonable接口,并且每增加或修改一个字段是都需要更新clone方法。

  4.3 适用场景

    4.3.1 类初始化需要消化非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等

    4.3.2 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,则可以使用原型模式

    4.3.3 一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。

以上就是本文的全部内容,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。