读书笔记-设计模式-可复用版-Prototype 原型模式
作者：互联网
在书中，首先讲到的第一个设计模式是创建型的Abstract Factory 抽象工厂，并且又提到了Abstract Factory通常可以使用Prototype进行替换，他们也可以一起使用，并且和Singleton以及Factory Method都有关系
既然是同是创建型的，一定是存在诸多关联的
那么在讲解Abstract Factory之前，有必要先了解下Prototype，Singleton,Factory Method三个设计模式，然后再去学习Abstract Factory会更容易理解一些
Prototype原型模式
是创建型的一种，提到Prototype原型模式，首先要想到的就是“克隆”(Clone)，其次是浅拷贝（ShadowCopy)和深拷贝(DeepCopy)，复用性，避免重复造轮子，节省构建时间
概念：
通过克隆(Clone)原型来创建新的对象
这里的原型指的是我们要克隆的实例（对象）（通常已经经过初始化，一系列计算之后）
所有的原型都有一个Clone操作，用于Clone自身，来创建新的对象。
这个Clone操作在Java和C#当中，都是以接口的形式存在
Java中是Cloneable接口，C#中是ICloneable接口
接口中只有一个方法：
object Clone();
我们只要去实现这个方法就可以了
在Java和C#之前的C++，更为底层的语言，则是通过拷贝构造函数实现，但通常也是定义纯虚函数Clone实现
下面是书中Prototype模式的结构图：
Client代表我如何使用Prototype模式
下面的p=prototype->Clone()，实例p调用Clone()接口，产生新的实例。
和Client平行的Prototype表示一个Clone接口，包含一个方法Clone()，就如上面提到的Java和C#那样
ConcretePrototype1和ConcreteProtype2 是实现了Prototype接口的两个具体类。
简要的代码如下：
public interface ICloneable｛
object Clone();
｝
public class Keyboard :ICloneable｛
public override object Clone()
｛......｝
｝
public class Mouse:ICloneable｛
public override object Clone()
｛....｝
｝
Client(具体使用代码示例):
Keyboard keyboard1 = new Keyboard();
Keyboard keyboard2 = keyboard1.Clone();
Mouse mouse1 = new Mouse();
Mouse mouse2 = mouse1.Clone();
原型接口中的Clone()是不带参数的，因为参数是不定的，由需求而定，并且带参数会破坏统一性，我们通常是Clone()后的对象，再进行指定字段的赋值操作。
比如：
Keyboard keyboard1 = new Keyboard();
Keyboard keyboard2 = keyboard1.Clone();
keyboard2.Initialize(xxx,xxx);
浅拷贝(ShadowCopy)深拷贝(DeepCopy)
浅拷贝和深拷贝只有在存在“引用”类型的时候，才有区别
值类型在赋值时，会产生一个类型的副本，这样互不影响，修改其中一个变量的值，并不会影响另外一个变量
引用类型则不同，引用类型其实由两部分组成，一个是引用部分，另一个是引用所指向的内存地址。
在引用类型赋值时，实际上是复制的引用本身，这样会导致两个引用对象指向了同一块内存地址，这样，如果其中一个修改或是释放，另一个引用也会受到影响，这在C++当中就叫野指针，会引起内存的泄露，但在Java，C#这些运行在“环境”（虚拟机和CLR)的语言，则不用担心内存泄露的问题，但会引起逻辑上的错误，这不是我们需要的结果
深拷贝也就是为了解决这个问题，引用类型在拷贝的时候，要在堆内存创建新的空间，并将值复制过去
所以，如果要克隆的对象，只包括值类型，那么使用浅拷贝和深拷贝是没有区别的，但如果存在引用类型，则就需要进行深拷贝的处理
string是引用类型，但他比较特殊，在堆内存中会有单独的区域用于存放字符串，一般叫字符串池，它具有值类型的特点，比如：
string a = "hello";
string b = a;
b = "hello world";
Debug.Log(a);
b指向了a,b修改了，并不会影响a,他会指向一个新的内存地址
浅拷贝(ShadowCopy)的例子：
因为克隆操作比较常用，所以Java和C#语言都提供了成员的逐一复制函数，C#中
Memberwise译为逐一复制，即浅克隆，引用类型会复制引用本身，并不会分配新的内存地址
但可以确定的是MemeberwiseClone会在堆内存中分配新的内存空间，然后进行逐一的复制，但如果复制的成员中包含了引用类型，并不会“智能”的为此再分配内存空间
public class Panel:ICloneable｛
public int depth;
public int sortOrder;
public string name;
public object Clone()
｛
return this.MemberwiseClone();
｝
public override string ToString()
｛
return "depth="+depth+",sortorder="+sortOrder+",name="+name;
｝
｝
测试代码：
Panel panel1 = new Panel();
panel1.depth = 1;
panel1.sortOrder = 1;
panel1.name = "panel1";
Panel panel2 = panel1.Clone() as Panel;
panel2.name = "panel2";
Debug.Log(panel2.ToString());
通过克隆原型（panel1)创建新的对象panel2
panel2的修改并不会影响panel1
但如果在Panel中添加引用类型，问题就出现了：
public class Widget｛
public int id;
public string name;
public override string ToString()
｛
return "id="+id+",name="+name;
｝
｝
public class Panel:ICloneable｛
public int depth;
public int sortOrder;
public string name;
public Widget widget;
public object Clone()
｛
return this.MemberwiseClone();
｝
public override string ToString()
｛
return "depth="+depth+",sortorder="+sortOrder+",name="+name+",widget="+widget.ToString();
｝
｝
public object Clone()
｛
return this.MemberwiseClone();
｝
public override string ToString()
｛
return "depth="+depth+",sortorder="+sortOrder+",name="+name+",widget="+widget.ToString();
｝
｝
测试代码：
Panel panel1 = new Panel();
panel1.depth = 1;
panel1.sortOrder = 1;
panel1.name = "panel1";
panel1.widget = new Widget();
panel1.widget.id = 1;
panel1.widget.name = "widget1";
Panel panel2 = panel1.Clone() as Panel;
panel2.name = "panel2";
panel2.widget.id = 2;
panel2.widget.name = "widget2";
Debug.Log(panel1.ToString());
panel2.widget.id.=2;
panel2.widget.name = "widget2";
会导致panel1中的widget变量也被修改了，这是浅拷贝问题所在，这里需要由深拷贝解决
深拷贝(DeepCopy)的例子：
继续沿用上面的例子，在上面提到过一句话：
但可以确定的是MemeberwiseClone会在堆内存中分配新的内存空间，然后进行逐一的二手手机号码转让复制，但如果复制的成员中包含了引用类型，并不会“智能”的为此再分配内存空间
所以只要需要让引用类型，自己再调用一次Clone即可
让Widget类实现Clone接口，并在Panel的Clone中做修改：
public class Widget:ICloneable｛
public int id;
public string name;
public object Clone()
｛
return this.MemberwiseClone();
｝
public override string ToString()
｛
return "id="+id+",name="+name;
｝
｝
public class Panel:ICloneable｛
public int depth;
public int sortOrder;
public string name;
public Widget widget;
public object Clone()
｛
Panel newobj = this.MemberwiseClone() as Panel;
newobj.widget = this.widget.Clone() as Widget;
return newobj;
｝
public override string ToString()
｛
return "depth="+depth+",sortorder="+sortOrder+",name="+name+",widget="+widget.ToString();
｝
｝
测试代码和上面是一样的
Panel中对Clone做了如下修改：
public object Clone()
｛
Panel newobj = this.MemberwiseClone() as Panel;
newobj.widget = this.widget.Clone() as Widget;
return newobj;
｝
newobj.widget = this.widget.Clone() as Widget;
单独的对widget进行Clone函数的调用
这样就可以解决引用类型指向同一地址带来的各种问题，但这只是一种解决方案，很难被实际应用，因为实际应用中的类，结构要复杂得很多，一个类中可能包含了多个引用类型，引用类型中也会有其它引用类型，并且也会存在循环引用的情况，而且也会针对不同的类进行Clone操作，工作量是巨大的，并且很不容易维护
所以，通过针对这种复杂类结构进行Clone操作，在C#中，可以通过序列化和反序列化实现（我们暂不考虑性能，因为涉及到反射，不建议大量频率的使用）
代码就简单很多了，需要做如下修改：
声明Widget和Panel类为可序列化
在类声明的上面添加特性：
[System.Serializable]
Widget不需要再继承ICloneable接口，实现Clone方法
在Panel的Clone方法修改如下：
public object Clone()
｛
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
｛
BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
bf.Serialize(stream, this);
stream.Position = 0;
return bf.Deserialize(stream) as Panel;
｝
｝
将原型序列化成字节流，保存在内存中，再从内存中，把字节流转换成对象
使用场景：
学习设计模式最重要的是了解他的使用场景，通过以上的解释，其实已经可以知道原型的具体作用
当我们需要创建多个对象的时候，对象和对象之间通常存在很多的相似性，比如敌人，可能只是某几个数值不同，其它都是相同的，如果对象的构建比较复杂：
构造函数要初始化的内容多
读取IO
进行一系列状态数值的计算
那么我们每一次构建都会有比较大的消耗
通过原型模式可以直接克隆一份，省去了上面的消耗，克隆出来的对象，我们再做针对具体的区别去设置
在游戏中，比如我当前的玩家一直在成长，中间经历了升级，强化等等状态数值的变化，我后来学到了一个新的技能，分身术，我需要产生我自身的多个副本，就需要使用克隆，我当前的角色就是一原型，克隆原型来产生一个或多个具有相同数值和状态的实例
因为实际对象的复杂度很高，手动进行赋值是不现实的
在Unity当中，动态的创建GameObject就应用到了Clone机制，比如下面这样：
GameObject obj = GameObject.Instantiate(Resources.Load("xxxxx")) as GameObject;
从本地加载Prefab到内存中，这个Prefab可以任何对象，比如敌人，角色等等
GameObject.Instantiate支持原型模式，我们可以通过克隆上面的obj，来创建新的实例
GameObject obj1 = GameObject.Instantiate(obj) as GameObject;
原型管理器：
在书中有提到过原型管理器，这通常是我们实际使用中，有克隆需求的类比较多，通过hashtable关联列表进行管理，方便我们快速 的查询，比如简单工厂中，也可以使用关联列表
实现，避免不断新增的switch case
Prototype在游戏中的应用，推荐游戏设计模式中的一篇文章
https://gpp.tkchu.me/prototype.html
里面关于Json保存敌人数据那里，说明很明白，归根结底，原型模式，也是提高了复用性，，避免每次都从0开始
标签：widget,设计模式,name,读书笔记,Clone,panel1,Prototype,public,Panel 来源： https://blog.csdn.net/wangchewen/article/details/120923639