JAVA設(shè)計(jì)模式之原型模式

定義:用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對象的種類,并通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對象。

類型:創(chuàng)建類模式

類圖:

image

原型模式主要用于對象的復(fù)制体谒,它的核心是就是類圖中的原型類Prototype填抬。Prototype類需要具備以下兩個(gè)條件:

  • 實(shí)現(xiàn)Cloneable接口窘问。在java語言有一個(gè)Cloneable接口辆童,它的作用只有一個(gè),就是在運(yùn)行時(shí)通知虛擬機(jī)可以安全地在實(shí)現(xiàn)了此接口的類上使用clone方法惠赫。在java虛擬機(jī)中把鉴,只有實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類才可以被拷貝,否則在運(yùn)行時(shí)會拋出CloneNotSupportedException異常汉形。

  • 重寫Object類中的clone方法纸镊。Java中,所有類的父類都是Object類概疆,Object類中有一個(gè)clone方法逗威,作用是返回對象的一個(gè)拷貝,但是其作用域protected類型的岔冀,一般的類無法調(diào)用凯旭,因此,Prototype類需要將clone方法的作用域修改為public類型使套。

    原型模式是一種比較簡單的模式罐呼,也非常容易理解,實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口侦高,重寫一個(gè)方法即完成了原型模式嫉柴。在實(shí)際應(yīng)用中,原型模式很少單獨(dú)出現(xiàn)奉呛。經(jīng)常與其他模式混用计螺,他的原型類Prototype也常用抽象類來替代。
    

實(shí)現(xiàn)代碼:

  • class Prototype implements Cloneable {
    public Prototype clone(){
    Prototype prototype = null;
    try{
    prototype = (Prototype)super.clone();
    }catch(CloneNotSupportedException e){
    e.printStackTrace();
    }
    return prototype;
    }
    }

  • class ConcretePrototype extends Prototype{
    public void show(){
    System.out.println("原型模式實(shí)現(xiàn)類");
    }
    }

  • public class Client {
    public static void main(String[] args){
    ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype();
    for(int i=0; i< 10; i++){
    ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone();
    clonecp.show();
    }
    }
    }

使用原型模式創(chuàng)建對象比直接new一個(gè)對象在性能上要好的多瞧壮,因?yàn)镺bject類的clone方法是一個(gè)本地方法登馒,它直接操作內(nèi)存中的二進(jìn)制流,特別是復(fù)制大對象時(shí)咆槽,性能的差別非常明顯陈轿。

   使用原型模式的另一個(gè)好處是簡化對象的創(chuàng)建,使得創(chuàng)建對象就像我們在編輯文檔時(shí)的復(fù)制粘貼一樣簡單秦忿。

   因?yàn)橐陨蟽?yōu)點(diǎn)麦射,所以在需要重復(fù)地創(chuàng)建相似對象時(shí)可以考慮使用原型模式。比如需要在一個(gè)循環(huán)體內(nèi)創(chuàng)建對象灯谣,假如對象創(chuàng)建過程比較復(fù)雜或者循環(huán)次數(shù)很多的話法褥,使用原型模式不但可以簡化創(chuàng)建過程,而且可以使系統(tǒng)的整體性能提高很多酬屉。

原型模式的注意事項(xiàng)

  • 使用原型模式復(fù)制對象不會調(diào)用類的構(gòu)造方法。因?yàn)閷ο蟮膹?fù)制是通過調(diào)用Object類的clone方法來完成的,它直接在內(nèi)存中復(fù)制數(shù)據(jù)呐萨,因此不會調(diào)用到類的構(gòu)造方法杀饵。不但構(gòu)造方法中的代碼不會執(zhí)行,甚至連訪問權(quán)限都對原型模式無效谬擦。單例模式中切距,只要將構(gòu)造方法的訪問權(quán)限設(shè)置為private型,就可以實(shí)現(xiàn)單例惨远。但是clone方法直接無視構(gòu)造方法的權(quán)限谜悟,所以,單例模式與原型模式是沖突的北秽,在使用時(shí)要特別注意葡幸。

  • 深拷貝與淺拷貝。Object類的clone方法只會拷貝對象中的基本的數(shù)據(jù)類型(8種基本數(shù)據(jù)類型byte,char,short,int,long,float,double贺氓,boolean)蔚叨,對于數(shù)組、容器對象辙培、引用對象等都不會拷貝蔑水,這就是淺拷貝。如果要實(shí)現(xiàn)深拷貝扬蕊,必須將原型模式中的數(shù)組搀别、容器對象、引用對象等另行拷貝尾抑。例如:

  • public class Prototype implements Cloneable {
    private ArrayList list = new ArrayList();
    public Prototype clone(){
    Prototype prototype = null;
    try{
    prototype = (Prototype)super.clone();
    prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();
    }catch(CloneNotSupportedException e){
    e.printStackTrace();
    }
    return prototype;
    }
    }

由于ArrayList不是基本類型歇父,所以成員變量list,不會被拷貝蛮穿,需要我們自己實(shí)現(xiàn)深拷貝庶骄,幸運(yùn)的是java提供的大部分的容器類都實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口。所以實(shí)現(xiàn)深拷貝并不是特別困難践磅。

關(guān)于深拷貝和淺拷貝单刁,會發(fā)生深拷貝的是java 的 8種基本數(shù)據(jù)類型和他們的封裝類,至于String這個(gè)類型需要注意府适,它是引用數(shù)據(jù)類型羔飞,所以是淺拷貝,有疑惑請看這篇博客:http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/18369201

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