原型模式
原型模式能够让你复制已有的对象(字段复制),且不会使代码产生依赖的类。
原型模式说白了就是克隆,让你可以克隆你想克隆的类。这种克隆是动态的,是根据现有的模板克隆的,属性是完全一致的。
结构
说明
- 定义一个克隆的接口,这个接口通常只有一个
Clone() 抽象方法,需要克隆的对象只需实现这个接口即可。 - C# 内部已有这个接口,无需重新创建。这个接口为
ICloneable ,实现方法Clone() 即可,此接口就是立即可用的原型模式,非常方便。
实现 - Unity
实现方法
- 浅拷贝
- 深拷贝 - 手动深拷贝
- 深拷贝 - Json序列化
浅拷贝 :克隆对象时,字段中的引用类型只拷贝其地址,而不是重新 new 一个新的类。(如果克隆的类中有引用类型,则克隆出来的类的引用类型,它们的引用类型相同,即引用类型声明的地址相同) 深拷贝 :克隆对象的值类型和引用类型都不同,但值是相同的。
如果一个类中只有值类型的字段,则使用浅拷贝即可,如果有引用类型,则需要注意,可能需要使用深拷贝。
浅拷贝
public class PrototypeExample : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
Enemy enemy = new Enemy("剑士", 1);
Enemy enemy1 = enemy.Clone() as Enemy;
Debug.Log("enemy : " + enemy.Name + " enemy1 : " + enemy.Name);
Debug.Log("enemy : " + enemy.ID + " enemy1 : " + enemy.ID);
Debug.Log(enemy == enemy1);
}
}
public class Enemy : ICloneable
{
private string _name;
private int _id;
public string Name => _name;
public int ID => _id;
public Enemy(string name, int id)
{
_name = name;
_id = id;
}
public object Clone()
{
return this.MemberwiseClone() as Enemy;
}
}
说明:拷贝出来的类,是两个字段相同的类。
提示:当类的字段只有值类型 或 string 类型的时候,才应该使用浅拷贝。
深拷贝 - 手动深拷贝
public class GamePlayer : ICloneable
{
public string name;
public Weapon weapon;
public GamePlayer(string name, Weapon weapon)
{
this.name = name;
this.weapon = weapon;
}
public object Clone()
{
GamePlayer clonePlayer = null;
try
{
clonePlayer = this.MemberwiseClone() as GamePlayer;
clonePlayer.weapon =
new Weapon(weapon.weaponName, weapon.attackForce);
}
catch
{
Debug.Log("GamePlayer拷贝失败");
}
return clonePlayer;
}
}
public class Weapon
{
public string weaponName;
public float attackForce;
public Weapon(string weaponName, float attackForce)
{
this.weaponName = weaponName;
this.attackForce = attackForce;
}
}
public class PrototypeExample1 : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
GamePlayer player = new GamePlayer("宵", new Weapon("千云", 25.0f));
GamePlayer player1 = player.Clone() as GamePlayer;
Debug.Log(player == player1);
Debug.Log(player.weapon == player1.weapon);
Debug.Log(player1.name);
Debug.Log(player1.weapon.weaponName);
Debug.Log(player1.weapon.attackForce);
}
}
手动拷贝效率是深拷贝里最高的,如果类比较简单的话,尽量使用手动拷贝。
深拷贝 - Json序列化
这里使用的 Json 类是 UnityEngine.JsonUtility 这是 Unity 官方自带的。
[Serializable]
public class GamePlayer : ICloneable
{
public string name;
public Weapon weapon;
public GamePlayer(string name, Weapon weapon)
{
this.name = name;
this.weapon = weapon;
}
public object Clone()
{
string jsonObj = JsonUtility.ToJson(this);
GamePlayer clonePlayer = JsonUtility.FromJson<GamePlayer>(jsonObj);
return clonePlayer;
}
}
[Serializable]
public class Weapon
{
public string weaponName;
public float attackForce;
public Weapon(string weaponName, float attackForce)
{
this.weaponName = weaponName;
this.attackForce = attackForce;
}
}
public class PrototypeExample1 : MonoBehaviour
{
private void Start()
{
GamePlayer player = new GamePlayer("宵", new Weapon("千云", 25.0f));
GamePlayer player1 = player.Clone() as GamePlayer;
Debug.Log(player == player1);
Debug.Log(player.weapon == player1.weapon);
Debug.Log(player1.name);
Debug.Log(player1.weapon.weaponName);
Debug.Log(player1.weapon.attackForce);
}
}
结果与上面一样
Json 序列化和反序列化实现深拷贝十分方便。有一些细节需要注意
- 需要被序列化的类,必须有
[Serializable] 特性 - 只有公共字段,可被序列化
- 继承
UnityEngine.Object 类是不可以被序列化的
提醒: Unity 中 游戏对象 和 组件 的拷贝 - 使用 Object.Instantiate() 函数即可
应用场景
- 你希望能复制一些对象,但又不想依赖于相关类,可使用原型模式
- 可以通过预生成一些需要的对象作为原型,客户端不必根据需求对子类进行实例化, 只需找到合适的原型并对其进行克隆即可。
利于弊
优点
- 实现克隆对象,且保持类的独立性
- 可准备预生成的对象,避免反复初始化代码
- 方便生成复杂对象
缺点
原型模式的核心是克隆类,且不依赖于其他类。原型模式可以其他模式配合使用 。(如抽象工厂模式,可以通过预生成的类,进行克隆,满足需求)
谢谢 😮
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