我也设计模式——5.Prototype

我很喜欢这个模式，因为它解决了对象赋值的问题。尤其是那个Clone方法，记忆犹新。

使用场景：当一个系统应该独立于产品的创建,构成和表示时，使用设计模式。


.NET提供了ICloneable接口，只要实现了其Clone方法，在其中执行复制对象的操作。关键就是这个Clone方法，由于对象的复杂性，分为浅复制
和深复制两种：
对于浅复制，可以使用Object的MembermiseClone方法：

    public class A : ICloneable
    {
        public object Clone()
        {
            return this.MemberwiseClone();
        }
    }

但是，这样复制的对象没有任何区别。于是，可以使用如下折中的办法，

    class Program
    {
        static void Main()
        {
            A a1 = new A("bjq");

            A a2 = (A)a1.Clone();
            a2.f1 = "jax";
        }
    }

    public class A : ICloneable
    {
        public string f1;
        public string f2;

        public A(string f1)
        {
            this.f1 = f1;
        }

        public object Clone()
        {
            A a = new A();
            a.f2 = f2;

            return a;
        }
    }

可以看到，对象a2虽然是a1的复制，但f1字段是不一样的。
——这里说的不一样，不是具有相同字段/属性值的两个不同指针，我只是想找出两个从外表看有区别的对象。

对于深复制，要使用序列化来实现Clone方法，从而不仅仅复制对象本身，同时连同被引用的对象一起复制，代码如下：

    [Serializable]
    public class A
    {
        private string f1;
        private string f2;

        public A(string f1, string f2)
        {
            this.f1 = f1;
            this.f2 = f2;
        }

        public A Clone()
        {
            MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();
            BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
            formatter.Serialize(memoryStream, this);
            memoryStream.Position = 0;
            A a = (A)formatter.Deserialize(memoryStream);

            return a;
        }
    }

这里只是说明如何正确使用串行化，而效果并不明显，如果引用一个数组，则能表现出深浅序列化的区别。
深复制在互相引用时，会陷入死循环：A引用B，B又引用A——对于此，是没有完美的解决方案的，为此，我们可以加一个didClone标记，以减少这种问题。

案例分析：
IDE中的ToolBox中各个小工具的实现，比如说Button和TextBox等，可以用原型模式实现。每个Control都要实现Clone()方法，比如说Label：

    public class myLabel : Label, ICloneable
    {
        public object Clone()
        {
            myLabel ml = new myLabel();
            return ml;
        }
    }

于是，在Form中实现如下：

    public partial class Form1 : Form
    {
        private Hashtable ht = new Hashtable();
        private string status = "Label";

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            MyLabel ml = new MyLabel();
            ml.Text = "Hello";
            ht.Add("Label", ml);
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            ICloneable fc = (ICloneable)ht[status];
            Control c = (Control)fc.Clone();
            this.Controls.Add(c);
        }
    }

我们用 “点击button1按钮” 来模拟 “从ToolBox中拖动Control到Form” 这个功能。这里仅仅实现了Label，我们还可以用同样的方法模拟Button，TreeView等控件。

案例2，调色板，这个案例参见http://terrylee.cnblogs.com/archive/2006/01/16/317896.html，其思想与案例1是一样的：每次得到的色笔都是一个copy，仅仅是颜色的不同。由于每种颜色由RGB三原色组合搭配而成，所以会有256^3个对象，为此，使用原型模式可以将这个对象减少为1个，可以看成是水彩画中的一支毛笔和RGB三个色盒。

原型模式可以解决抽象工厂平行子类太多的问题，同样的，Flyweight也可以实现，只是后者更倾向于结构而不关心生成，这时候要使用注册工厂。

对于DataSet ds：
    ds.Copy()方法，返回ds的结构和数据；
    ds.Clone()方法，返回ds的结构

原型模式的缺点：
Prototype模式的最主要缺点就是每一个类必须配备一个克隆方法。而且这个克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，不一定是件容易的事。

关于深浅复制的定义：
浅拷贝是指当对象的字段值被拷贝时，字段引用的对象不会被拷贝。例如，如果一个对象有一个指向字符串的字段，并且我们对该对象做了一个浅拷贝，那么两个对象将引用同一个字符串。而深拷贝是对对象实例中字段引用的对象也进行拷贝的一种方式，所以如果一个对象有一个指向字符串的字段，并且我们对该对象做了一个深拷贝的话，我们将创建一个新的对象和一个新的字符串--新对象将引用新字符串。需要注意的是执行深拷贝后，原来的对象和新创建的对象不会共享任何东西；改变一个对象对另外一个对象没有任何影响。
    ——以上摘自CLR框架设计，Array是最好的例证。