创建型模式——原型（Prototype）

问题背景

当希望批量生成有状态对象时，应该考虑使用原型模式。假设有一种怪物，它有生命值、魔法值、攻击力、防御力等大量属性，可以一次分裂出十个与自己完全相同的怪物。如果直接实现这个逻辑，代码会是这样的：

var monster = new Monster();
monster.HP = 100;
monster.MP = 50;
monster.ATK = 50;
monster.DEF = 20;

var copies = new Monster[10];
Monster copy;
for (int i = 0; i < copies.Length; i++)
{
    copy = new Monster();
    copy.HP = monster.HP;
    copy.MP = monster.MP;
    copy.ATK = monster.ATK;
    copy.DEF = monster.DEF;
    copies[i] = copy;
}

写了一大坨没啥技术含量的代码，而且指不定就把哪个属性给写丢了，简直是费力不讨好。

解决方案

对于这种内部状态复杂，又经常需要拷贝的对象，考虑增加一个接口ICloneable，这个接口表明该对象是可复制的，并暴露复制接口，该接口以自己为“原型”创建出一个一模一样的对象并返回。类的编写者实现这个接口，就可以让使用者在不完全清楚内部状态的情况下复制该类的实例。使用原型后的程序结构是这样的：

这样一来，Monster类的使用者只需要调用Clone接口就可以完成复制，再也不用写一大坨了！

效果

简化了对象的复制操作。
很好地隐藏了类内部的细节。
可以通过注册原型对象来实现“模板”。

缺陷

由于某些语言有“值类型”和“引用类型”之分，复制行为就会有“浅复制”和“深复制”的区别。在这些语言中，若原型模式使用不当，可能会造成一些匪夷所思的问题，这些问题一般很难被排查出来。

使用原型之前请一定一定一定要确保你知道你正在干什么。
使用原型之前请一定一定一定要确保你知道你正在干什么。
使用原型之前请一定一定一定要确保你知道你正在干什么。

实现

using System;

namespace Prototype
{
    class Client
    {
        public interface ICloneable
        {
            ICloneable Clone();
        }

        public class Monster : ICloneable
        {
            public int HP { get; set; }
            public int MP { get; set; }
            public int ATK { get; set; }
            public int DEF { get; set; }
            //...
            public ICloneable Clone()
            {
                var copy = new Monster();
                copy.HP = HP;
                copy.MP = MP;
                copy.ATK = ATK;
                copy.DEF = DEF;
                return copy;
            }
            public override string ToString()
            {
                return $"怪物：[HP: {HP}, MP: {MP}, ATK: {ATK}, DEF: {DEF}]";
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            var monster = new Monster();
            monster.HP = 100;
            monster.MP = 50;
            monster.ATK = 50;
            monster.DEF = 20;
            Console.WriteLine(monster);

            Console.WriteLine("分裂...");
            var copies = new Monster[10];
            for (int i = 0; i < copies.Length; i++)
            {
                copies[i] = monster.Clone() as Monster;
                Console.WriteLine(copies[i]);
            }
        }
    }
}