设计模式之原型模式

定义

用原型实例指定创建对象的种类,并通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型:被复制的对象。

使用场景

  1. 类初始化需要消化非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等,通过原型拷贝避免这些消耗。
  1. 通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限,这时可以使用原型模式。
  2. 一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用,即保护性拷贝。

原型模式主要用于对象的复制,

类图

原型模式

角色介绍:

  • Client:客户端用户。
  • Prototype:接口,声明具备clone能力。
  • ConcretePrototype:具体的原型类。

代码实现

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("张三");
        person.show("person");

        Person clone1 = (Person) person.clone();
        clone1.show("clone1");

        clone1.name = "李四";
        clone1.show("clone1");

        person.show("person");
    }

}

class Person implements Cloneable {

    public String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Person clone() {
        Person person = null;
        try {
            person = (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return person;
    }

    public void show(String objectName) {
        System.out.println(objectName + ".name = " + name);
    }

}
/**
 * 打印结果:
 * person.name = 张三 
 * clone1.name = 张三 
 * clone1.name = 李四 
 * person.name = 张三
 */
  • Cloneable接口属于Prototype角色,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java.lang.CloneNotSupportedException异常。

  • Person类属于ConcretePrototype角色。此类需重写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。

深拷贝和浅拷贝

  • 对于8种基本数据类型及其包装类不区分浅深拷贝,都是进行值的赋值。
  • 浅拷贝: 对引用类型只复制引用.深拷贝: 对引用类型进行引用对象的复制.
    深拷贝和浅拷贝理解

总结

优缺点

  • 优点:原型模式是在内存中二进制流的拷贝,要比直接new一个对象性能好很多,特别是复制大的或者很多的对象时,性能的差别非常明显。
  • 缺点:它的优点也是缺点,直接在内存中拷贝,构造函数是不会执行的。
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