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原型模式

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原型模式

模式介绍

原型模式是一个创建型的模式。多用于创建复杂的或者构造耗时的实例,因为这种情况下,复制一个已经存在的实例,可使程序运行更高效。

模式定义

用原型实例指定创建对象的种类,并通过复制这些原型创建新的对象。

使用场景

  1. 类初始化需要消耗非常多的资源

  2. 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限

  3. 一个对象需要提供给其它对象访问,而且各个调用者可能都需要修改值

通过实现Cloneable接口的原型模式在调用clone函数构造实例时,并不一定比通过new操作速度快,只有当通过new构造函数对象较为耗时或成本较高时,通过clone方法才能够获得效率上的提升。

简单实现

以简单的文档拷贝为例演示简单的原型模式。

先来演示浅拷贝

文档定义

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public class Document implements Cloneable {

private String mText;
private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<>();

public String getmText() {
return mText;
}

public void setmText(String mText) {
this.mText = mText;
}

public List<String> getmImages() {
return mImages;
}

public void addImage(String image) {
mImages.add(image);
}

public void showDocument() {
System.out.println(this);
}

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Document doc = (Document) super.clone();
doc.mText = this.mText;
doc.mImages = this.mImages;
return doc;
}

@Override
public String toString() {
return "Document [mText=" + mText + ", mImages=" + mImages + "]";
}

}

调用

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public static void main(String[] args) {
Document doc1 = new Document();
doc1.setmText("文档1");
doc1.addImage("图片1");
doc1.showDocument();
Document doc2;
try {
doc2 = (Document) doc1.clone();
doc2.setmText("文档2");
doc2.addImage("图片2");
doc2.showDocument();
doc.showDocument();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}

}

创建文档1,然后显示文档1的内容。然后拷贝了文档1,修改了文档1的内容,然后依次显示文档2,文档1

输出结果

Code
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Document [mText=文档1, mImages=[图片1]]
Document [mText=文档2, mImages=[图片1, 图片2]]
Document [mText=文档1, mImages=[图片1, 图片2]]

可以看到,修改拷贝后的文档2的Text,文档1没有受影响,但是修改文档2的Images,文档1也被修改了。

下面演示深拷贝

只需要修改clone方法

java
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@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Document doc = (Document) super.clone();
doc.mText = this.mText;
//doc.mImages = this.mImages;
doc.mImages = (ArrayList<String>) this.mImages.clone();
return doc;
}

再次运行后的输出结果:

Code
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Document [mText=文档1, mImages=[图片1]]
Document [mText=文档2, mImages=[图片1, 图片2]]
Document [mText=文档1, mImages=[图片1]]

修改文档2的Images并没有影响到文档1。

小结

原型模式本质上就是对象拷贝,容易出现的问题是深拷贝、浅拷贝。使用原型模式可以解决构建复杂对象的资源消耗问题,能够在某些场景下提升创建对象的效率。还有一个重要用途是保护性拷贝,也就是某个对象对外可能是只读的,为了防止外部对这个只读对象修改,可以通过返回一个对象拷贝的形式来实现只读的限制。

文章作者: milovetingting
文章链接: http://www.milovetingting.cn/2020/01/14/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F/%E5%8E%9F%E5%9E%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F/
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