设计模式之原型模式(Prototype)
2016-03-31 22:56
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1.定义
用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。 Prototype原型模式是一种创建型设计模式,Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象, 根本无需知道任何如何创建的细节.
2.实现原理
工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。 原型模式主要用于对象的复制,它的核心是就是类图中的原型类Prototype。 Prototype类需要具备以下两个条件: 1.实现Cloneable接口。在java语言有一个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。 2.重写Object类中的clone方法。Java中,所有类的父类都是Object类,Object类中有一个clone方法, 作用是返回对象的一个拷贝,但是其作用域protected类型的,一般的类无法调用,因此,Prototype类 需要将clone方法的作用域修改为public类型。 原型模式是一种比较简单的模式,也非常容易理解,实现一个接口,重写一个方法即完成了原型模式。在实际应用 中,原型模式很少单独出现。经常与其他模式混用,他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。 示意图:
3.优缺点
优点: 1.原型模式允许动态地增加或减少产品类。由于创建产品类实例的方法是产品类内部具有的,因此增加新产品对整个结构没有影响。 2.原型模式提供简化的创建结构。工厂方法常需要有一个与产品类相同的等级结构,而原型模式不需要。对Java设计者,原型模式有其特有方便之处,Java语言已将原型模式设计到语言模型里。如果善于利用原型模式和Java语言特点,可事半功倍。 3. 具有给一个应用软件加载新功能的能力。如:一个分析web服务器的记录文件的应用软件,针对每一种记录文件格式,都可以由一个相应的“格式类”负责。如果出现了应用软件所不支持的新的web服务器,只需提供一个格式类的克隆,并在客户端登记即可,不必给每个软件的用户提供一个全新的软件包。 4. 产品类不需要非得有任何事先确定的等级结构,因为原型模式适用于任何的等级结构。 缺点: 1. 每一个类必须配备一个克隆方法; 2. 配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类不是很难,但对于已有的类不一定很容易,特别当一个类引用不支持串行化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。
4.注意点
1.使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的,它直接在内存中复制数据,因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行,甚至连访问权限都对原型模式无效。还记得单例模式吗?单例模式中,只要将构造方法的访问权限设置为private型,就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限,所以,单例模式与原型模式是冲突的,在使用时要特别注意; 2.深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型,对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝,这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝,必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝;
5.代码示例
class Person implements Cloneable { String name; String age; String sex; public void setName(String name){ this.name = name; } public void setAge(String age){ this.age = age; } public void setSex(String sex){ this.sex = sex; } public Person clone(){ //浅克隆 Person preson = null; try{ preson = (Person)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return preson; } public String toString(){ return name + "_" + age + "_"+sex; } } class PersonA implements Cloneable { String name; String age; String sex; List<String> describe = new ArrayList<String>(); public void setName(String name){ this.name = name; } public void setAge(String age){ this.age = age; } public void setSex(String sex){ this.sex = sex; } public void setDescribe(List<String> describe){ this.describe = describe; } public void add(String ca){ describe.add(ca); } public Person clone(){ //深克隆 PersonA preson = null; try{ preson = (PersonA)super.clone(); List<String> describea = new ArrayList<String>(); for(String key : describe){ describea.add(describe); } preson.setDescribe(describea); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return preson; } public String toString(){ String result = name + "_" + age + "_"+sex; for(String key : describe){ result = result + "_" + key; } return result; } } public class Client { public static void main(String[] args){ //浅克隆 Person cp = new Person(); cp.setName("XXX"); cp.setAge("20"); cp.setSex("NAN"); System.out.println(cp.toString()); Person cp1 = cp.clone(); System.out.println(cp1.toString()); //深克隆 PersonA cpa = new PersonA(); cpa.setName("XXX"); cpa.setAge("20"); cpa.setSex("NAN"); cpa.add("ASS"); cpa.add("BSS"); cpa.add("CSS"); PersonA cpa1 = cpa.clone(); System.out.println(cpa.toString()); System.out.println(cpa1.toString()); cpa.add("DSS"); System.out.println(cpa.toString()); System.out.println(cpa1.toString()); } }
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