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原型模式

原型模式

作者: 资深智障 | 来源:发表于2018-04-22 17:50 被阅读0次

    创建型设计模式

    简要定义

    原型模式通过复制一个已经存在的实例来返回新的实例, 而不是新建实例. 其中被复制的实例就是我们所称的原型

    JAVA的clone()方法

    在JAVA中提供了clone()方法来实现对象的克隆, 简化了原型模式的实现.
    Java.lang.Object类提供以下方法对对象进行复制

    protected Object clone()
    这个方法可以在子类中被重写.

    克隆分为两种: 浅度克隆和深度克隆

    浅度克隆

    浅度克隆只是复制对象的值, 对象的值一共分为两种,值类型和引用类型, 在浅度克隆中, 值类型的数据会被复制到新的对象中, 而对与引用类型则仅仅复制引用的值, 而不是复制引用的对象.


    浅度赋值.png

    如图 B只是复制A的引用, 也就是说, A B中的C是同一个对象, 此时如果在A中对C进行更改, B中也会受到影响

    深度克隆

    如图

    深度克隆.png
    深度克隆与浅度克隆的区别就在于, 在引用类型上, 深度克隆会直接复制所引用的对象, 此时在A中更改C对B没有任何影响.
    克隆模式的效果
    • 对任何对象x,都有:x.clone()!=x
    • 对任何对象x,都有:x.clone().getClass==x.getClass()
    • 如果对象x的equals()方法定义恰当的话, x.clone().equals(x)

    原型模式的实现

    原型模式有两种, 一种带管理类, 一种不带管理类
    一般 只有一个原型时 不需要管理类

    不带管理类类图
    20151126184535511.png
    具体实现 以抄作业为例
    //作业父类
    public abstract class Homework implements Cloneable {
        public abstract Object clone();
        public abstract void show();
    }
    
    //具体作业类
    public class MathHomework extends Homework{
        private Date A = new Date();
        private int a = 1;
    
        public void show() {
            System.out.println("Math clone");
        }
    
        //重写克隆方法
        public Object clone(){
    
            MathHomework m = null;
            //深度克隆
            m = (MathHomework) this.clone();
            m.A = (Date)this.getA().clone();
    
            return m;
        }
    
        public Date getA(){
            return A;
        }
    
    }
    
    //客户端
    public class Main {
    
        public static void main(String[] args){
            // 学霸写好作业
            MathHomework xueba = new MathHomework();
            // 学渣抄作业
            MathHomework xuezha = (MathHomework)xueba.clone();
            xuezha.show();
        }
    }
    
    有管理类的原型模式实现

    如果班上有两个学霸都写好作业, 此时就要两个原型 增加一个管理类来处理更方便
    此时类图如下


    20151126195731884.png
    //管理类
    //这个map怎么用我也没看懂
    public class Manager {
        private static Manager manager;
        private Map prototypes = null;
    
        private Manager() {
            manager = new Manager();
        }
    
        //使用了单例模式
        public static Manager getManager() {
            if (manager == null)
                manager = new Manager();
            return manager;
        }
    
        public void put(String name,Homework prototype){
            manager.put(name, prototype);
        }
    
        public Homework getPrototype(String name){
            if(prototypes.containsKey(name)){
                return (Homework) ((Homework)prototypes.get(name)).clone();
            }else{
                Homework homework = null;
                try{
                    homework = (Homework)Class.forName(name).newInstance();
                    put(name, homework);
                }catch(Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
    
                return homework;
            }
        }
    
    }
    
    //新的测试类
    public class MainManager {
    
        public static void main(String[] args){
            
            MathHomework xueba = new MathHomework();
    
            Manager.getManager().put("com.designpattern.prototype1.MathHomework", xueba);
            //抄作业
            MathHomework xuezha = (MathHomework) Manager.getManager().getPrototype("com.designpattern.prototype1.MathHomework");
            xuezha.show();
        }
    }
    

    原型模式优缺点

    优点
    • 减少了对象的生成 性能提高。
    • 逃避构造函数的约束。
    缺点

    原型模式的最大缺点就是每一个类必须都有一个clone方法,如果这个类的组成不太复杂的话还比较好,如果类的组成很复杂的话,如果想实现深度复制就非常困难了。

    原型模式在.NET下实现

    在 .NET 中可以使用 Object 类的 MemberwiseClone() 方法来实现对象的浅度克隆或通过序列化的方式来实现深度克隆

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