C#面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模式縱橫談:Prototype 原型模式
依賴關(guān)系的倒置 抽象不應(yīng)該依賴于實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),,實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)應(yīng)該依賴于抽象,。-抽象A直接依賴于實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)b(軟件易脆,,很容易需要重新編譯) -抽象A依賴于抽象B,,實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)b依賴于抽象B 動機(jī)(Motivation) 在軟件系統(tǒng)中,經(jīng)常面臨著“某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的對象”的創(chuàng)建工作,;由于需求的變化,,這些對象經(jīng)常面臨著劇烈的變化,但是它們卻擁有比較穩(wěn)定一致的接口,。如何應(yīng)對這種變化,?如何向“客戶程序(使用這些對象的程序)”隔離出“這些易變對象”,從而使得“依賴這些易變對象的客戶程序”不隨著需求改變而改變,? 意圖(Intent) 使用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對象的種類,,然后通過拷貝這些原型來創(chuàng)建新的對象 ——《設(shè)計(jì)模式》GoF 結(jié)構(gòu)(Structure) 例說Prototype應(yīng)用 上面的代碼,,GameSystem依賴于具體的new的對象,,如果面臨對象變化,,例如如果要增加一個新的角色,,就要重新修改編譯了。對此,,我們就可以用工廠方法來改變,但是,,對于每一個類型都要寫一個工廠類,,比較繁瑣,。我們也可以用抽象工廠方法,,創(chuàng)建一組對象,。但這里我們選擇使用原型模式。 先把GameSystem里用到的類型換為抽象類型,。 再將需要new的具體對象用參數(shù)傳入,這樣在GameSystem這個客戶程序里面就只依賴于抽象而不依賴于具體了,。具體的NormalActorA、FlyActorA等都不出現(xiàn)在GameSystem中,。 應(yīng)用程序 給抽象類增加Clone抽象方法 給具體類實(shí)現(xiàn)Clone方法 但有一點(diǎn)要注意,,MemberwiseClone方法只是一種淺拷貝,,它只能拷貝所有的值類型和String,如果是引用類型(例如數(shù)組),,它就會只拷貝引用,而不會重新創(chuàng)建對象,,例如對數(shù)組,,就只會拷貝數(shù)組的地址,。 如下圖,,左邊是棧,,右邊是堆,(.NET的類都是在堆上) 如果想深拷貝,除了用笨辦法,,還可以用序列化的方式來做。首先需要把類標(biāo)記為可序列化,,然后將類序列化到內(nèi)存,,再把內(nèi)存中的類反序列化,,反序列化得到的對象和原來的對象一定是深拷貝,。 在對于結(jié)構(gòu)中的圖,,可以對應(yīng)為:Client就是GameSystem,Operation方法就是Run,。Prototype抽象類就對應(yīng)NormalActor,,ConcretePrototype即NormalActorA。 Prototype模式的幾個要點(diǎn) Prototype模式同樣用于隔離類對象的使用者和具體類型(易變類)之間的耦合關(guān)系,,它同樣要求這些“易變類”擁有“穩(wěn)定的接口”,。Prototype模式對于“如何創(chuàng)建易變類的實(shí)體對象”(創(chuàng)建型模式除了Singleton模式以外,,都是用于解決創(chuàng)建易變類的實(shí)體對象的問題的)采用“原型克隆”的方法來做,,它使得我們可以非常靈活地動態(tài)創(chuàng)建“擁有某些穩(wěn)定接口”的新對象——所需工作僅僅是注冊一個新類的對象(即原型),,然后在任何需要的地方不斷地Clone,。 Prototype模式中的Clone方法可以利用.NET中的Object類的MemberwiseClone()方法或者序列化來實(shí)現(xiàn)深拷貝,。 有關(guān)創(chuàng)建型模式的討論 Singleton模式解決的是實(shí)體對象個數(shù)的問題。除了Singleton之外,,其他創(chuàng)建型模式解決的都是new所帶來的耦合關(guān)系,。 Factory Method,Abstract Factory,,Builder都需要一個額外的工廠類來負(fù)責(zé)實(shí)例化“易變對象”,,而Prototype則是通過原型(一個特殊的工廠類)來克隆“易變對象”,。(其實(shí)原型就是一個特殊的工廠類,它只是把工廠和實(shí)體對象耦合在一起了)如果遇到“易變類”,,起初的設(shè)計(jì)通常從Factory Method開始,,當(dāng)遇到更多的復(fù)雜變化時,,再考慮重構(gòu)為其他三種工廠模式(Abstract Factory,,Builder,Prototype),。 一般來說,,如果可以使用Factory Method,那么一定可以使用Prototype,。但是Prototype的使用情況一般是在類比較容易克隆的條件之上,,如果是每個類實(shí)現(xiàn)比較簡單,,都可以只用實(shí)現(xiàn)MemberwiseClone,,沒有引用類型的深拷貝,那么就更適合了,。Prototype如果要實(shí)現(xiàn)深拷貝,,還需要在每個要克隆的類上加序列化標(biāo)簽,,這點(diǎn)復(fù)雜度要考慮進(jìn)程序中,。 |
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