设计模式——原型模式
需求
比如有个对象，在某一时刻该对象中已经包含了一些有效值，此时可能会需要一个和该对象完全相同的新对象，并且此后对对象的任何修改都不会影响到原来对象中的值。也就是说，新对象与原来的对象是两个完全独立的对象，仅仅新对象的初始值是由原来对象确定的。这样的要求，显然可以以原来的对象为原型，复制出一个新对象来（好像没什么问题，其实在OOP中要注意浅表复制与深度克隆的区别），这种思想就是原型模式（Prototype Pattern）。
定义
意图：用原型对象指定要创建的对象的类型，并且通过拷贝这些原型对象创建新的同类型对象。
原理：通过拷贝一个现有的对象来生成新的同类型的对象。
原型设计模式包括两部分：（1）原型类（Abstract Prototype），描述类的原型，并且定义一个抽象的拷贝自身的方法；（2）实体的子类型（Concrete Prototype），实现对自身的对象拷贝。
原型模式同工厂模式，同样对客户隐藏了对象的创建工作。但是，与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。
拷贝对象必须注意“浅表复制”和“深度克隆”的区别。当拷贝对象时，首先根据旧对象，创建一个同类型新对象，然后把旧对象的非静态字段复制到新对象。对于值类型字段复制就是简单复制字段值就可以了；而引用类型的复制就要分为两种情况：（1）复制引用，（2）复制引用的对象。在对象拷贝时，对于引用型字段，仅仅简单地复制其引用就是所谓的“浅表复制”，而完全地复制引用的对象，则成为“深度拷贝”。
在.NET中，祖先类System.Object为对象克隆提供了一个受保护方法MemberwiseClone()，可以创建当前对象的浅表副本。至于深度克隆代码，只有你自己来编写了。
案例
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
class Program
{
static voidMain(string[] args)
{
// 客户程序
// 第一条狗：奥巴马、52，4条腿
Dog2 dog1 = new Dog2();
dog1.Name = "奥巴马"; dog1.Age = 52;
dog1.Leg = new Leg(); dog1.Leg.LegCount = 4;
// 第二条狗：小泉纯一郎、60、3条腿
Dog2 dog2 = dog1.Clone() as Dog2;
Console.WriteLine("刚刚克隆出第2条狗，它的数据是如下：");
Console.WriteLine(string.Format("\t{0}，{1}，{2}", dog2.Name, dog2.Age, dog2.Leg.LegCount));
dog2.Name = "小泉纯一郎"; dog2.Age = 60;
dog2.Leg.LegCount = 3;
Console.WriteLine("修改后它的数据是如下：");
Console.WriteLine(string.Format("\t{0}，{1}，{2}", dog2.Name, dog2.Age, dog2.Leg.LegCount));
Console.WriteLine("第1条狗的数据是如下，没有因为第2条狗的修改而变化：");
Console.WriteLine(string.Format("\t{0}，{1}，{2}", dog1.Name, dog1.Age, dog1.Leg.LegCount));
}
}
// 原型类
public interface IDogPrototype
{
IDogPrototype Clone();
}
[Serializable]
public class Leg
{
public int LegCount;
}
// 这个子类代码演示第一种深度克隆的实现方法
public class Dog : IDogPrototype
{
public string Name; // string的操作与值类型大多数时候相同，但是它是特殊的引用型。
public int Age;
public Leg Leg; // 引用型类型的复制需要深度克隆
public IDogPrototype Clone()
{
Dog newDog = this.MemberwiseClone() as Dog; // 本行代码浅表复制，下面再进行深度克隆
// 简单地实现深度克隆，需要了解类成员，还需要大量的编码
newDog.Leg = new Leg();
newDog.Leg.LegCount = this.Leg.LegCount;
return newDog;
}
}
// 这个子类通过序列化技术实现深度克隆
[Serializable]
public class Dog2 : IDogPrototype
{
public string Name;
public int Age;
public Leg Leg;
public IDogPrototype Clone()
{
IDogPrototype newDog = null;
MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();
BinaryFormatter binaryFormatter = new BinaryFormatter();
binaryFormatter.Serialize(memoryStream, this);
memoryStream.Position = 0;
newDog = (IDogPrototype)binaryFormatter.Deserialize(memoryStream);
memoryStream.Close();
return newDog;
}
}
优缺点
优点：在原型模式中，对象的克隆在类自身内部实现，所以可以动态地增加产品类，而且对整体结构没有影响。
缺点：由于原型模式需要给每个类都配备一个克隆方法，这就需要在设计类时通盘考虑，因为在已有的类上添加clone操作是比较困难得；而且原型模式在实现深层次复制时，需要编写一定量的代码。
适用场景
它主要面对的问题是：“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，但是他们却拥有比较稳定一致的接口。
当系统需要创建的对象是动态加载的，而且产品具有一定层次时，需要使用原型模式。原型模式的具体的创建过程，是由对象本身提供，这样我们在很多的场景下，我们可以很方便的快速的构建的对象，比通过其他几类的创建型模式，效果要好的多，而且代价也小很多。打个比方，原型模式对于系统的扩展，可以做到无缝的扩展，为什么这么说呢？比如其他的创建型工厂，如果新增一个对象类型，那么我们不管是修改配置文件的方式，还是修改代码的形式，无疑我们都是需要进行修改的，对于我们大家通用的公共应用来说这无疑是危险的，那么通过原型模式，则可以解决这样的问题，因为类型本身实现这样的方法即可，但是也要注意它的缺点，每个对象都实现这样的方法，无疑是很大的工作量，但是在某些特殊的环境下，或者实际的项目中，可能原型模式是好的选择。