原型模式 - Prototype Pattern

用途

通過複製(Clone)一個已經存在的實例來返回新的實例，而不是新建(new)實例。

被複製的實例就是我們所稱的「原型」，這個原型是可定製的。

classDiagram
  IPrototype <.. Client
  IPrototype <|-- ConcretePrototype1
  IPrototype <|-- ConcretePrototype2
  note for Client "use Clone Generate Prototype"
  class Client{
    +Operation()
  }
  class IPrototype{
    <<interface>>
    +IPrototype Clone()
    +Play()
  }
  class ConcretePrototype1{
    +IPrototype Clone()
    +Play()
  }
  class ConcretePrototype2{
    +IPrototype Clone()
    +Play()
  }

例子

當談到原型模式（Prototype Pattern），我們可以想像一個製作玩具的工廠。
假設我們有一個玩具原型，例如一隻小熊玩偶，
我們可以使用該原型來製造多個相同的玩具，而無需從頭開始設計和建造每一個。

在這個例子中，原型模式的角色如下：

原型（Prototype）：

這是玩具的原型，例如小熊玩偶。
它定義了一個方法，可以複製自己來創建新的實例。

具體原型（Concrete Prototype）：

這是原型的具體實現，即實際的小熊玩偶。
它實現了複製自己的方法，以便能夠創建相同的實例。

客戶端（Client）：

這是使用原型模式的程式碼，負責創建和使用玩具的實例。
它向原型發送複製的請求，並使用複製的實例進行操作，而不是直接創建新的實例。

Prototype Interface

// 定義原型介面
public interface IToyPrototype
{
    IToyPrototype Clone();
    void Play();
}

Concrete Prototype

// 定義原型介面
public class BearToy : IToyPrototype
{
    public IToyPrototype Clone()
    {
        // 使用淺層複製，即創建一個新實例並複製成員的值
        return (IToyPrototype)MemberwiseClone();
    }

    public void Play()
    {
        Console.WriteLine("Playing with a bear toy!");
    }
}

Client

// 創建玩具原型
using PrototypePattern.Toy;

IToyPrototype bearToyPrototype = new BearToy();

// 使用原型創建新的玩具實例
IToyPrototype toy1 = bearToyPrototype.Clone();
IToyPrototype toy2 = bearToyPrototype.Clone();

// 操作玩具實例
toy1.Play();
toy2.Play();

延伸

C# ICloneable 介面