一、 原型（Prototype）模式

原型模式的用意是：通過給出一個原型對象來指明所要創建的對象類型，然后用復制這個原型對象的辦法創建出更多的同類型對象。

從孫大圣的手段談起

孫悟空在與黃風怪的戰斗中，"使一個身外身的手段：把毫毛揪下一把，用口嚼得粉碎，望上一噴，叫聲'變'，變有百十個行者，都是一樣得打扮，各執一根鐵棒，把那怪圍在空中。"換而言之，孫悟空可以根據自己的形象，復制出很多"身外身"來。

老孫這種身外身的手段在面向對象設計領域里叫原型（Prototype）模式。

C#對原型模式的支持

在C#里面，我們可以很容易的通過Clone()方法實現原型模式。任何類，只要想支持克隆，必須實現C#中的ICloneable接口。ICloneable接口中有一Clone方法，可以在類中復寫實現自定義的克隆方法。克隆的實現方法有兩種：淺拷貝（shallow copy）與深拷貝（deep copy）。

（以下摘自：《.NET框架程序設計（修訂版）》，李建忠譯）淺拷貝是指當對象的字段值被拷貝時，字段引用的對象不會被拷貝。例如，如果一個對象有一個指向字符串的字段，并且我們對該對象做了一個淺拷貝，那么兩個對象將引用同一個字符串。而深拷貝是對對象實例中字段引用的對象也進行拷貝的一種方式，所以如果一個對象有一個指向字符串的字段，并且我們對該對象做了一個深拷貝的話，我們將創建一個新的對象和一個新的字符串--新對象將引用新字符串。需要注意的是執行深拷貝后，原來的對象和新創建的對象不會共享任何東西；改變一個對象對另外一個對象沒有任何影響。

二、 Prototype模式的結構：

客戶（Client）角色：客戶類提出創建對象的請求。
抽象原型（Prototype）角色：這是一個抽象角色，通常由一個C#接口或抽象類實現。此角色給出所有的具體原型類所需的接口。在C#中，抽象原型角色通常實現了ICloneable接口。
具體原型（Concrete Prototype）角色：被復制的對象。此角色需要實現抽象原型角色所要求的接口。

using System;

namespace DoFactory.GangOfFour.Prototype.Structural
{
 
  // MainApp test application

  class MainApp
  {
   
    static void Main()
    {
      // Create two instances and clone each

      ConcretePrototype1 p1 = new ConcretePrototype1("I");
      ConcretePrototype1 c1 = (ConcretePrototype1)p1.Clone();
      Console.WriteLine ("Cloned: {0}", c1.Id);

      ConcretePrototype2 p2 = new ConcretePrototype2("II");
      ConcretePrototype2 c2 = (ConcretePrototype2)p2.Clone();
      Console.WriteLine ("Cloned: {0}", c2.Id);

      // Wait for user
      Console.Read();
    }
  }

  // "Prototype"

  abstract class Prototype
  {
    private string id;

    // Constructor
    public Prototype(string id)
    {
      this.id = id;
    }

    // Property
    public string Id
    {
      get{ return id; }
    }

    public abstract Prototype Clone();
  }

  // "ConcretePrototype1"

  class ConcretePrototype1 : Prototype
  {
    // Constructor
    public ConcretePrototype1(string id) : base(id)
    {
    }

    public override Prototype Clone()
    {
      // Shallow copy
      return (Prototype)this.MemberwiseClone();
    }
  }

  // "ConcretePrototype2"

  class ConcretePrototype2 : Prototype
  {
    // Constructor
    public ConcretePrototype2(string id) : base(id)
    {
    }

    public override Prototype Clone()
    {
      // Shallow copy
      return (Prototype)this.MemberwiseClone();
    }
  }
}
四、 帶Prototype Manager的原型模式

原型模式的第二種形式是帶原型管理器的原型模式，其UML圖如下：

客戶（Client）角色：客戶端類向原型管理器提出創建對象的請求。
抽象原型（Prototype）角色：這是一個抽象角色，通常由一個C#接口或抽象類實現。此角色給出所有的具體原型類所需的接口。在C#中，抽象原型角色通常實現了ICloneable接口。
具體原型（Concrete Prototype）角色：被復制的對象。此角色需要實現抽象的原型角色所要求的接口。
原型管理器（Prototype Manager）角色：創建具體原型類的對象，并記錄每一個被創建的對象。

下面這個例子演示了在原型管理器中存儲用戶預先定義的顏色原型，客戶通過原型管理器克隆顏色對象。

六、 Prototype模式的優點與缺點

Prototype模式的優點包括

1、Prototype模式允許動態增加或減少產品類。由于創建產品類實例的方法是產批類內部具有的，因此增加新產品對整個結構沒有影響。

2、Prototype模式提供了簡化的創建結構。工廠方法模式常常需要有一個與產品類等級結構相同的等級結構，而Prototype模式就不需要這樣。

3、Portotype模式具有給一個應用軟件動態加載新功能的能力。由于Prototype的獨立性較高，可以很容易動態加載新功能而不影響老系統。

4、產品類不需要非得有任何事先確定的等級結構，因為Prototype模式適用于任何的等級結構。

Prototype模式的缺點：

Prototype模式的最主要缺點就是每一個類必須配備一個克隆方法。而且這個克隆方法需要對類的功能進行通盤考慮，這對全新的類來說不是很難，但對已有的類進行改造時，不一定是件容易的事。