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Java设计模式之原型模式

2018-01-11 21:17 302 查看
原型模式(prototype pattern): 通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型,然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。

原型模式要求对象实现一个可以“克隆”自身的接口,这样就可以通过复制一个实例对象本身来创建一个新的实例。这样一拉,通过原型实例创建新的对象,就不再需要关心这个实例本身的类型,只要实现克隆自身的方法,就可以通过这个方法来获取新的对象,而无需再去通过new来创建了。

类图:



角色说明:

客户端角色(Client):客户端类提出创建对象的请求。

抽象原型角色(Prototype):这是一个抽象角色,通常由一个Java接口或java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需要的接口。

具体原型角色(Concrete Prototype):被复制的对象,此类需要实现抽象原型角色所要求的接口。

代码演示,抽象原型角色:

public interface Prototype {
/**
* 克隆自身的方法
*
* @return 一个从自身克隆出来的对象
*/
public Prototype clone();
}


具体原型角色1:

public class ConcretePrototype1 implements Prototype {
public Prototype clone() {
// 最简单、直接的克隆就是实例化一个自身对象
Prototype prototype = new ConcretePrototype1();
return prototype;
}
}


具体原型角色2:

public class ConcretePrototype2 implements Prototype {
public Prototype clone() {
// 最简单、直接的克隆就是实例化一个自身对象
Prototype prototype = new ConcretePrototype2();
return prototype;
}
}


客户端角色类:

public class Client {

// 持有需要使用的原型接口对象
public Prototype prototype;

// 在构造方法中传入需要使用的原型接口对象
public Client(Prototype prototype) {
this.prototype = prototype;
}

public void operation() {
// 需要创建原型接口的对象
System.out.println("获取的原型:"+ this.prototype.clone().getClass().getSimpleName() + "的对象");
}

public static void main(String[] args) {
new Client(new ConcretePrototype1()).operation();
new Client(new ConcretePrototype2()).operation();
}

}


运行结果:



在java中也有克隆方法:

java所有类的基类都是Object类,Object类也有一个clone()克隆方法。但其作用域是protected,一般的类无法调用,所以这个方法通常会被子类置换掉。

java语言中有一个Cloneable接口,它的作用只有一个,就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone()方法。在java虚拟机中,只有实现了这个接口的类才可以被拷贝,否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。

克隆还分:浅克隆和深克隆

浅克隆:只负责克隆按值传递的数据(8种基本数据类型以及它们的封装类型、String类型),而不复制它所引用的对象,换言之,所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

深克隆:深度克隆把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍,而这种对被引用到的对象的复制叫做间接复制。

原型模式的优点:

原型模式允许在运行是动态改变具体的实现类型。原型模式可以在运行期间,由客户端注册符合原型接口的实现类型。也可以动态地改变具体的实现类型,看起来接口没有任何变化。但其实运行的已经是另外一个类的实例了。因为克隆一个原型就类似实例化一个类。

原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要快得多,因为Object类的clone()方法是一个本地方法,它直接操作内存中的二进制流,特别是复制复杂对象时,性能上的差别更加的明显。

原型模式可以简化对象的创建,使得创建对象就像普通的文本的复制粘贴一样简单。

缺点:

每一个类都必须配备一个克隆方法,配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类来说不是很难,而对于已经有的类就不一定很容易了。特别是当一个类引用不支持序列化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。
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