主程序
static void Main(string[] args)
{
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Enemy enemyPrototype = new FootMan(5, 4, new Location(100, 200));
GameScene gs = new GameScene();
List<Enemy> enemyGroup = gs.CreateEnemyGroup(enemyPrototype);
foreach (FootMan ft in enemyGroup)
{
ft.ShowInfo();
ft.FootmanAttack();
}
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
Console.ReadKey();
}
Enemy类
[Serializable]
abstract class Enemy
{
protected Location location;
public Location Location
{
get { return location; }
set { location = value; }
}
protected int power;
public int Power
{
get { return power; }
set { power = value; }
}
protected int speed;
public int Speed
{
get{return speed; }
set{ speed =value; }
}
public abstract Enemy Clone(bool isDeepCopy);
public abstract void ShowInfo();
public Enemy(int power, int speed, Location location)
{
Thread.Sleep(1000); // Construct method is assumed to be a high calc work.
this.power = power; this.speed = speed;
this.location = location;
}
}
FootMan类
[Serializable]
class FootMan:Enemy
{
private string model;
public FootMan(int power, int speed, Location location):base(power, speed, location)
{
model = "footman";
}
public override void ShowInfo()
{
Console.WriteLine("model:{0} power:{1} speed:{2} location:({3},{4})",
model,
power,
speed,
location.x,
location.y
);
}
public override Enemy Clone(bool isDeepCopy)
{
FootMan footman;
if (isDeepCopy)
{
MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(memoryStream, this);
memoryStream.Position = 0;
footman = (FootMan)formatter.Deserialize(memoryStream);
}
else
footman = (FootMan)this.MemberwiseClone();
return footman;
}
public void FootmanAttack()
{
Console.WriteLine("FootmanAttack");
}
}
GameScene类
class GameScene
{
public List<Enemy> CreateEnemyGroup(Enemy enemyPrototype)
{
List<Enemy> enemyGroup = new List<Enemy>();
Enemy e1 = enemyPrototype.Clone(true);
e1.Location.x = enemyPrototype.Location.x - 10;
Enemy e2 = enemyPrototype.Clone(true);
e2.Location.x = enemyPrototype.Location.x + 10;
Enemy elite = enemyPrototype.Clone(true);
elite.Power = enemyPrototype.Power *2;
elite.Speed = enemyPrototype.Speed * 2;
elite.Location.x = enemyPrototype.Location.x;
elite.Location.y = enemyPrototype.Location.y + 10;
enemyGroup.Add(e1);
enemyGroup.Add(e2);
enemyGroup.Add(elite);
return enemyGroup;
}
}
Location类
[Serializable]
class Location
{
public int x;
public int y;
public Location(int x, int y)
{
this.x = x;
this.y = y;
}
}
意图
- 用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
场景
- 游戏场景中的有很多相似的敌人，它们的技能都一样，但是随着敌人出现的位置不同，这些人的能力不太一样。
假设，我们现在需要把三个步兵组成一队，其中还有一个精英步兵，能力特别高。那么，你或许可以创建一个敌人抽象类，然后对于不同能力的步兵创建不同的子类。
然后，使用工厂方法等设计模式让调用方依赖敌人抽象类。
问题来了，如果有无数种能力不同步兵，难道需要创建无数子类吗？还有，步兵模型的初始化工作是非常耗时的，创建这么多步兵对象可能还会浪费很多时间。
我们是不是可以通过只创建一个步兵原型， 然后复制出多个一摸一样的步兵呢？复制后， 只需要调整一下这些对象在地图上出现的位置，或者调整一下它们的能力即可。
原型模式就是用来解决这个问题的。
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，选择合适的拷贝方式。
- 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。
C#设计模式一：Singleton(含实例源码)
C#设计模式二：AbstractFactory(含实例源码)
C#设计模式三：FactoryMethod(含实例源码)
C#设计模式四：Prototype(含实例源码)
C#设计模式五：Builder(含实例源码)
C#设计模式六：Adapter(含实例源码)
C#设计模式七：Facade(含实例源码)
C#设计模式八：Proxy(含实例源码)
C#设计模式九：Flyweight(含实例源码)
C#设计模式十：Composite(含实例源码)
C#设计模式十一：Bridge(含实例源码)
