Prototype を C# で

Prototype は、生成に関するデザインパターンの一つで、特定のクラスに結合することなく、オブジェクト（たとえ複雑なオブジェクトでも）のクローン作成を可能とします。

プロトタイプのクラス全部には、共通するインターフェースが必要です。これにより、具象クラスが不明であってもオブジェクトを複製することが可能となります。プロトタイプ・オブジェクトが、完全なコピーを生成できるのは、同じクラスのオブジェクト同士が非公開フィールドを互いにアクセスできるからです。

Prototype の詳細

複雑度：

人気度：

使用例： Prototype パターンは、 C# では、 ICloneable インターフェースを使って、初めから利用可能です。

見つけ方： このパターンは、 clone や copy といったメソッドで容易に識別可能です。

概念的な例

この例は、 Prototype デザインパターンの構造を説明するためのものです。以下の質問に答えることを目的としています：

どういうクラスからできているか？
それぞれのクラスの役割は？
パターンの要素同士はどう関係しているのか？

Program.cs: 概念的な例

using System;

namespace RefactoringGuru.DesignPatterns.Prototype.Conceptual
{
    public class Person
    {
        public int Age;
        public DateTime BirthDate;
        public string Name;
        public IdInfo IdInfo;

        public Person ShallowCopy()
        {
            return (Person) this.MemberwiseClone();
        }

        public Person DeepCopy()
        {
            Person clone = (Person) this.MemberwiseClone();
            clone.IdInfo = new IdInfo(IdInfo.IdNumber);
            clone.Name = String.Copy(Name);
            return clone;
        }
    }

    public class IdInfo
    {
        public int IdNumber;

        public IdInfo(int idNumber)
        {
            this.IdNumber = idNumber;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Person p1 = new Person();
            p1.Age = 42;
            p1.BirthDate = Convert.ToDateTime("1977-01-01");
            p1.Name = "Jack Daniels";
            p1.IdInfo = new IdInfo(666);

            // Perform a shallow copy of p1 and assign it to p2.
            Person p2 = p1.ShallowCopy();
            // Make a deep copy of p1 and assign it to p3.
            Person p3 = p1.DeepCopy();

            // Display values of p1, p2 and p3.
            Console.WriteLine("Original values of p1, p2, p3:");
            Console.WriteLine("   p1 instance values: ");
            DisplayValues(p1);
            Console.WriteLine("   p2 instance values:");
            DisplayValues(p2);
            Console.WriteLine("   p3 instance values:");
            DisplayValues(p3);

            // Change the value of p1 properties and display the values of p1,
            // p2 and p3.
            p1.Age = 32;
            p1.BirthDate = Convert.ToDateTime("1900-01-01");
            p1.Name = "Frank";
            p1.IdInfo.IdNumber = 7878;
            Console.WriteLine("\nValues of p1, p2 and p3 after changes to p1:");
            Console.WriteLine("   p1 instance values: ");
            DisplayValues(p1);
            Console.WriteLine("   p2 instance values (reference values have changed):");
            DisplayValues(p2);
            Console.WriteLine("   p3 instance values (everything was kept the same):");
            DisplayValues(p3);
        }

        public static void DisplayValues(Person p)
        {
            Console.WriteLine("      Name: {0:s}, Age: {1:d}, BirthDate: {2:MM/dd/yy}",
                p.Name, p.Age, p.BirthDate);
            Console.WriteLine("      ID#: {0:d}", p.IdInfo.IdNumber);
        }
    }
}

Output.txt: 実行結果

Original values of p1, p2, p3:
   p1 instance values: 
      Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
      ID#: 666
   p2 instance values:
      Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
      ID#: 666
   p3 instance values:
      Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
      ID#: 666

Values of p1, p2 and p3 after changes to p1:
   p1 instance values: 
      Name: Frank, Age: 32, BirthDate: 01/01/00
      ID#: 7878
   p2 instance values (reference values have changed):
      Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
      ID#: 7878
   p3 instance values (everything was kept the same):
      Name: Jack Daniels, Age: 42, BirthDate: 01/01/77
      ID#: 666