1.4.1 模式意图:
当实际开发中，需要在 运行期间 通过 已创建的实例，复制和自身一模一样(也可定制)的对象（类似于细胞分裂）。对于这种需求可以使用“原型模式”解决。
1.4.2 模式概念:
此模式属于创建型模式。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。
1.4.3 模式元素:
- 原型类（Cell、LifeCycleLog等）
- 复制接口（ICloneable）
1.4.4 代码示例:
A:基础示例
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;
using Custom.Log;
using System.Threading;
public class LifeCycleLog: ICloneable
{
public string description;
public object Clone()
{
return MemberwiseClone();
}
}
public class Cell:ICloneable
{
public int id;
public string name;
public LifeCycleLog lifeCycleLog;
public Cell(int tempID,string tempName)
{
this.id = tempID;
this.name = tempName;
lifeCycleLog = new LifeCycleLog();
Thread.Sleep(1000);
}
public object Clone()
{
Cell tempCell = new Cell(this.id, this.name);
tempCell.lifeCycleLog.description = lifeCycleLog.description;
return tempCell;
}
public void Log()
{
this.Log($"细胞ID：{id}，细胞名称：{name}，日志：{lifeCycleLog.description}");
}
}
调用
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using Custom.Log;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
public class PrototypePatternComponent : MonoBehaviour
{
void Start()
{
Task.Run(() =>
{
Cell Cell = new Cell(0, "编号00");
Cell.lifeCycleLog.description = "生命周期日志00";
Cell.Log();
this.Log("【准备复制】");
Thread.Sleep(500);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Cell tempCell = (Cell)Cell.Clone();
tempCell.Log();
}
this.Log("【复制完毕】");
});
}
}
打印日志
这样我们最粗糙的原型模式就算是完成了，是不感觉很简单呢。为什么说粗糙呢？因为还有更高效的拷贝方式。
B:优化示例
使用C#自带的MemberwiseClone函数。只需要继承ICloneable接口将原来的Clone函数稍加改动，速度即可快的飞起~
public object Clone()
{
return MemberwiseClone();
}
打印日志
MemberwiseClone函数对应的文档中我们可知道，这种复制属于浅拷贝，这时笔者需要引入两个概念，浅拷贝与深拷贝。
【浅拷贝】
如下图：通过浅拷贝创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到新对象。如果字段是值类型，将执行字段的逐位复制; 对于引用类型，将复制引用,但不复制引用对象; 因此从原始对象复制的是值类型和引用类型的引用。在C＃和VB.NET中，浅层复制由对象MemberwiseClone()方法完成。
【深拷贝】
如下图：深拷贝创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到新对象。如果字段是值类型将执行字段的逐位复制。如果字段是引用类型将执行引用对象的新副本。
C:浅拷贝示例
void Start()
{
Cell cell = new Cell(0, "编号00");
cell.lifeCycleLog.description = "生命周期日志00";
Cell cell01 = (Cell)cell.Clone();
cell01.id = 1;
cell01.name = "编号01";
cell01.lifeCycleLog.description = "改动后的生命周期日志";
cell.Log();
cell01.Log();
}
打印信息
由示例可看出，笔者只更改了cell01中的lifeCycleLog的描述，但所有的描述都发生了更改，这是因为使用了浅拷贝的缘故。
D:深拷贝示例
public object DeepClone()
{
Cell tempCell = (Cell)MemberwiseClone();
tempCell.lifeCycleLog = (LifeCycleLog)this.lifeCycleLog.Clone();
return tempCell;
}
打印日志
需要深拷贝的话我们可以这么写,既保证了速度又进行了深度的拷贝。
当然深拷贝还有以下几种方式
- 用反射进行克隆（Activator.CreateInstance）Unity C#基础之 反射反射，程序员的快乐
- 使用序列化进行克隆（序列化成XML/JSON等然后再反序列化）Unity 基础之LitJSON
- 表达式目录树
E：String类型特例
不知道这回大家是否明白为什么会造成lifeCycleLog描述一致的原因呢？最初笔者曾认为浅拷贝是
Cell cell01 = cell;这种形式的，现在看并没有那么“浅”。
但是也有人可能会问，string类型也是引用类型，而且stirng有特殊的享元模式，为什么没有一同改变呢？
这就要看下String类的注解：字符串是用于表示文本的字符的有序集合。String对象是表示字符串System.Char对象的有序集合。System.Char对象对应于 UTF-16 代码单元。String对象的值是System.Char对象的顺序集合的内容，并且该值是不可变的（即它是只读的）。 有关字符串不可变性的详细信息，请参阅 "不可变性和 StringBuilder 类" 一节。 内存中String对象的最大大小为2GB 或大约1000000000个字符。
1.4.5 写法对比:
略
1.4.6 模式分析:
- 创建该类型的新实例而不调用任何构造函数，并从源对象复制每个实例字段值，避免构造函数的约束从而提高性能。
- 必须实现 Cloneable 接口。
- 需要注意深拷贝和复杂的引用类型（循环引用）。
1.4.7 应用场景:
- 多用于创建复杂的或耗时的实例，因为在这种情况下，复制一个已经存在的实例可以使程序运行的更高效。
- 创建值相等，只是命名不一样的同类数据。
1.4.8 小结:
- 原型模式其实就是一个对象再创建另一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。
- 从已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。
如果大家在项目中的需求是从一个已有的实体，复制出多个一模一样的实体，且初始化比较耗时，原型模式是个不错的选择~
