《设计模式》原型模式
《设计模式》设计模式的基本原则
《设计模式》单例模式
《设计模式》工厂模式
《设计模式》原型模式
定义：
- 原型模式就是指用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新的对象。
- 它是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道创建的细节。
- 它的工作原理就是：通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即
对象.clone().
原型模式的 UML 类图如下所示：
其中：
- Prototype 表示原型类，声明一个克隆自己的接口
- ConcretePrototype 表示具体的原型类，实现一个克隆自己的操作
- Client 让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象(属性一样)
原型模式的注意事项：
- 创建新的对象比较复杂时，可以使用原型模式简化对象的创建过程，提高效率。
- 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。
- 如果原始对象属性发生变化，其他克隆对象也会发生变化，而无需修改代码。
- 原型模式默认使用浅拷贝克隆对象，如果想实现深拷贝，推荐使用对象序列化方式。
现在有一只羊，姓名为 tom，年龄为1，颜色为白色，需要编写程序创建 10 只和 tom 羊属性完全相同的羊。
使用传统方式对问题进行分析，其 UML 图如下所示：
Sheep 类
public class Sheep {private String name;private int age;private String color;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public Sheep(String name, int age, String color) {this.name = name;this.age = age;this.color = color;}
}
Client 类
public class Client {public static void main(String[] args) {Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");Sheep sheep1 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());//...}
}
传统实现方式的优点是简单易操作，也很容易理解。但是，在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较为低下。此外，总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态，不够灵活。
使用原型模式解决这个问题，需要让 Sheep 类实现 Cloneable 接口中的 clone 方法，这样就可以让 Sheep 类具有复制的能力，让程序具有更高的效率和扩展性。
Sheep 类
public class Sheep implements Cloneable{private String name;private int age;private String color;public Sheep friend; //默认是浅拷贝,直接拷贝地址private String address = "山羊";@Overridepublic Object clone() {Sheep sheep = null;try {sheep = (Sheep) super.clone(); //默认是浅拷贝,直接拷贝地址} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return sheep;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", color='" + color + '\'' +", address='" + address + '\'' +'}';}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public Sheep(String name, int age, String color) {this.name = name;this.age = age;this.color = color;}
}
Client 类
public class Client {public static void main(String[] args) {Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "黑色");Sheep sheep1 = (Sheep) sheep.clone(); //sheep1 != sheep,但是 sheep.friend==sheep1.friendSheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone(); //sheep2 != sheep,但是 sheep.friend==sheep2.friendSheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone(); }
}
以上就是使用原型模式解决克隆羊问题的具体实现。
原型模式在 Spring 框架中也有应用， AbstractBeanFactory 类中的 doGetBean 方法部分代码如下：
protected <T> T doGetBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException {if (mbd.isSingleton()) {sharedInstance = this.getSingleton(beanName, () -> {try {return this.createBean(beanName, mbd, args);} catch (BeansException var5) {this.destroySingleton(beanName);throw var5;}});bean = this.getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);} else if (mbd.isPrototype()) {var11 = null;Object prototypeInstance;try {this.beforePrototypeCreation(beanName);prototypeInstance = this.createBean(beanName, mbd, args);} finally {this.afterPrototypeCreation(beanName);}bean = this.getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);} else {//...}//...
}
