您的位置:知识库 » 软件设计

C#面向对象设计模式纵横谈:Prototype 原型模式

作者: 山天大畜  来源: 博客园  发布时间: 2010-11-03 17:55  阅读: 1960 次  推荐: 0   原文链接   [收藏]  

  依赖关系的倒置

  抽象不应该依赖于实现细节,实现细节应该依赖于抽象。-抽象A直接依赖于实现细节b(软件易脆,很容易需要重新编译)

image

  -抽象A依赖于抽象B,实现细节b依赖于抽象B

image

  动机(Motivation)

  在软件系统中,经常面临着“某些结构复杂的对象”的创建工作;由于需求的变化,这些对象经常面临着剧烈的变化,但是它们却拥有比较稳定一致的接口。如何应对这种变化?如何向“客户程序(使用这些对象的程序)”隔离出“这些易变对象”,从而使得“依赖这些易变对象的客户程序”不随着需求改变而改变?

  意图(Intent)

  使用原型实例指定创建对象的种类,然后通过拷贝这些原型来创建新的对象

                        ——《设计模式》GoF

  结构(Structure)

image

  例说Prototype应用

image

  上面的代码,GameSystem依赖于具体的new的对象,如果面临对象变化,例如如果要增加一个新的角色,就要重新修改编译了。对此,我们就可以用工厂方法来改变,但是,对于每一个类型都要写一个工厂类,比较繁琐。我们也可以用抽象工厂方法,创建一组对象。但这里我们选择使用原型模式。

  先把GameSystem里用到的类型换为抽象类型。

image

image

  再将需要new的具体对象用参数传入,这样在GameSystem这个客户程序里面就只依赖于抽象而不依赖于具体了。具体的NormalActorA、FlyActorA等都不出现在GameSystem中。

image

  应用程序

image

  给抽象类增加Clone抽象方法

image

  给具体类实现Clone方法

image

  但有一点要注意,MemberwiseClone方法只是一种浅拷贝,它只能拷贝所有的值类型和String,如果是引用类型(例如数组),它就会只拷贝引用,而不会重新创建对象,例如对数组,就只会拷贝数组的地址。

如下图,左边是栈,右边是堆,(.NET的类都是在堆上)

image

  如果想深拷贝,除了用笨办法,还可以用序列化的方式来做。首先需要把类标记为可序列化,然后将类序列化到内存,再把内存中的类反序列化,反序列化得到的对象和原来的对象一定是深拷贝。

image

  在对于结构中的图,可以对应为:Client就是GameSystem,Operation方法就是Run。Prototype抽象类就对应NormalActor,ConcretePrototype即NormalActorA。

  Prototype模式的几个要点

  Prototype模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型(易变类)之间的耦合关系,它同样要求这些“易变类”拥有“稳定的接口”。Prototype模式对于“如何创建易变类的实体对象”(创建型模式除了Singleton模式以外,都是用于解决创建易变类的实体对象的问题的)采用“原型克隆”的方法来做,它使得我们可以非常灵活地动态创建“拥有某些稳定接口”的新对象——所需工作仅仅是注册一个新类的对象(即原型),然后在任何需要的地方不断地Clone。

  Prototype模式中的Clone方法可以利用.NET中的Object类的MemberwiseClone()方法或者序列化来实现深拷贝。

  有关创建型模式的讨论

  Singleton模式解决的是实体对象个数的问题。除了Singleton之外,其他创建型模式解决的都是new所带来的耦合关系。

  Factory Method,Abstract Factory,Builder都需要一个额外的工厂类来负责实例化“易变对象”,而Prototype则是通过原型(一个特殊的工厂类)来克隆“易变对象”。(其实原型就是一个特殊的工厂类,它只是把工厂和实体对象耦合在一起了)如果遇到“易变类”,起初的设计通常从Factory Method开始,当遇到更多的复杂变化时,再考虑重构为其他三种工厂模式(Abstract Factory,Builder,Prototype)。

  一般来说,如果可以使用Factory Method,那么一定可以使用Prototype。但是Prototype的使用情况一般是在类比较容易克隆的条件之上,如果是每个类实现比较简单,都可以只用实现MemberwiseClone,没有引用类型的深拷贝,那么就更适合了。Prototype如果要实现深拷贝,还需要在每个要克隆的类上加序列化标签,这点复杂度要考虑进程序中。

0
0

软件设计热门文章

    软件设计最新文章

      最新新闻

        热门新闻