C#实现原型模式

Posted 2021-04-14 小小架构师

原型模式是指通过拷贝原有对象来创建新的对象，以减少new一个新对象的资源开销。 今天我们就来看下如何在C#中使用原型模式，Follow me！

假如有这样一个需求：需要导出一万名学生资料到Excel中，一般代码会这样写：

上面的代码其实也没有什么问题，但如果数量级换成百万或千万，则频繁的创建对象会对性能造成很大的影响。而且学生对象中有部分字符都是一样的，比如Address。这时我们就需要使用原型模式来减少对象的创建了。在C#中其实就是使用ICloneable接口并实现Clone方法。代码如下：

上面的代码非常简单，主要调用当前对象的MemberwiseClone()方法，这个方法其实就是拷贝对象的内存流，我们看下源代码。如下：

我们接着改下使用的地方，将原来new的代码改成clone方法。代码如下：

上面的代码中，我们先new一个模板对象，然后以这个模板对象为基础，不停的拷贝产生新对象，这样就从new一万次变为new一次了，性能提升杠杠的。

到这里，C#中实现原型模式就讲完了，是不是特别简单？不过我们还要再补充一个点，就是浅拷贝和深拷贝，如果你对这块已经很了解了，就不用往下读了。想了解的继续，Follow me!

我们上面通过MemberwiseClone()方法实现的其实是对象的浅拷贝，大家应该都知道浅拷贝和深拷贝的区别。简单来说，如果对象的字段是复杂类型的话，浅拷贝只会拷贝这个字段的引用，而深拷贝会重新创建这个复杂类型的字段。

比如上面代码中学生的Address字段，就是一个复杂类型，通过Clone方法得到的一万个学生对象的Address其实都是指的同一个对象。如下图：

这样就会有问题，如果修改某一个学生的地址，则所有的学生地址都会变掉，这是我们不想看到的。如下：

对此，我们可以使用深拷贝来解决。一般实现深拷贝的方法有二进制序列化、反射等。我们先看下使用二进制序列化的方式，代码如下：

上面的代码中，我定义了一个IDeepCopy接口，然后让Student类实现它，在DeepCopy()方法中，我们使用BinaryFormatter操作流实现深拷贝。有一个地方要注意，就是Student类和Address类上面需要加上[Serializable]特性，不然不可以序列化的。

接着，我们再来讲一下使用反射来实现深拷贝，其实就是逐层遍历字段并赋值。代码如下：

这里定义了一个DeepCopyByReflect()泛型方法，这个方法中主要使用反射进行遍历每个字段，如果字段是复杂类型，则递归调用DeepCopyByReflect方法，直到所有的字段都为基本类型。

以上讲了二进制序列和反射方法实现深拷贝。其实我们也可以简单使用json序列化的方法，更简单，代码如下：

终于讲完了，好累呀！最后简单总结下：

• 实际编码中如果出现循环创建对象的场景，就要考虑是否可以使用原型模式

• 大部分场景下我们只要使用浅拷贝就行，深拷贝毕竟涉及到反射或序列化这些

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