| 源码地址 | https://github.com/DingMouRen/DesignPattern |
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原型模式.png
- Prototype 抽象原型类 声明一个克隆自身的接口
- ConcreteProtype 具体的原型类，实现一个克隆自身的操作
定义
原型模式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
使用场景
- 类初始化需要消耗非常多的资源，包含数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗
- 通过new创建一个对象，需要繁杂的数据准备或者访问权限等，这里可以使用原型模式
- 一个对象需要提供给其他对象访问，各个调用者都有可能修改其值，可以使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，保护性拷贝。
协作
客户端请求一个原型克隆自身。
举个栗子
以文档的拷贝为例，文档中含有文本和图片。为了安全，我们需要将原来的文档拷贝一份副本，在副本上进行修改。
浅拷贝
浅拷贝是副本文档的字段引用原始文档字段的结果。Cloneable是标识性接口。注意：通过clone拷贝对象时，并不会执行构造函数。浅拷贝会有一个问题，就是下面添加图片的时候，原型文档也发生了变化。这是因为操作的images是同一个对象，通过深拷贝就可以避免这个问题。
//Cloneable代表Prototype，WordDocument代表ConcretePrototype
public class WordDocument implements Cloneable {
//文本
private String text;
//图片列表
private ArrayList<String> images = new ArrayList<>();
@Override
protected Object clone() {
try {
WordDocument document = (WordDocument) super.clone();
document.text = this.text;
document.images = this.images;
return document;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
//打印文档内容
public void showDocument(){
System.out.println("-------- 文档内容： --------");
System.out.println("Text:"+text);
System.out.print("Images:");
for (String imgName : images){
System.out.print(imgName+",");
}
System.out.println();
}
public String getText() {
return text;
}
public void setText(String text) {
this.text = text;
}
public ArrayList<String> getImages() {
return images;
}
public void addImage(String img) {
this.images.add(img);
}
}
public static void main(String[] args) {
//构建文档对象
WordDocument originDoc = new WordDocument();
//编辑文档，添加图片
originDoc.setText("文本1");
originDoc.addImage("图片1");
originDoc.addImage("图片2");
originDoc.addImage("图片3");
originDoc.addImage("图片4");
//以原型文档为原型，拷贝一份副本
WordDocument doc2 = (WordDocument) originDoc.clone();
doc2.showDocument();
//修改文档副本，不会影响原始文档
doc2.setText("我修改了文本呢");
doc2.addImage("新图片");
doc2.showDocument();
//原型文档
originDoc.showDocument();
}
深拷贝
//Cloneable代表Prototype，WordDocument代表ConcretePrototype
public class WordDocument implements Cloneable {
//文本
private String text;
//图片列表
private ArrayList<String> images = new ArrayList<>();
@Override
protected Object clone() {
try {
WordDocument document = (WordDocument) super.clone();
document.text = this.text;
//对图片images对象也调用clone()函数，进行深拷贝
document.images = (ArrayList<String>) this.images.clone();
return document;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
//打印文档内容
public void showDocument(){
System.out.println("-------- 文档内容： --------");
System.out.println("Text:"+text);
System.out.print("Images:");
for (String imgName : images){
System.out.print(imgName+",");
}
System.out.println();
}
public String getText() {
return text;
}
public void setText(String text) {
this.text = text;
}
public ArrayList<String> getImages() {
return images;
}
public void addImage(String img) {
this.images.add(img);
}
}
public static void main(String[] args) {
//构建文档对象
WordDocument originDoc = new WordDocument();
//编辑文档，添加图片
originDoc.setText("文本1");
originDoc.addImage("图片1");
originDoc.addImage("图片2");
originDoc.addImage("图片3");
originDoc.addImage("图片4");
//以原型文档为原型，拷贝一份副本
WordDocument doc2 = (WordDocument) originDoc.clone();
doc2.showDocument();
//修改文档副本，不会影响原始文档
doc2.setText("我修改了文本呢");
doc2.addImage("新图片");
doc2.showDocument();
//原型文档
originDoc.showDocument();
}
总结
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高创建对象的效率，同时也可以保护原型文件，也就是保护性拷贝，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进行修改。
优点：
原型模式是在内存中二进制流的拷贝，比new性能要好，特别是在循环体内创建大量对象时。
缺点：
因为是在内存中拷贝，所以构造函数式不会执行的。所以实际应用时一定要注意这个问题。
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