java父原型_Java设计模式----原型模式

细胞的有丝分裂会产生两个基因相同的细胞,基因相同就表示它们一模一样。这一过程很像代码设计中的一个设计模式,即原型模式。

1.原型模式

原型模式(Prototype Pattern),就是以一个现有的对象为原型,克隆出一个或多个一模一样的对象。

原型模式的UML类图:

java父原型_Java设计模式----原型模式_第1张图片

Prototype(抽象原型类): 具体原型的父类,也可以是具体原型对象,提供克隆方法的接口;

ConcretePrototype(具体原型类): 实现父类中声明的克隆方法,并返回自己的一个克隆对象;

Client(客户端):让一个原型对象克隆自身以创建一个新的对象。

2.代码实现

2.1 通用形式

Java中所有类都继承自Object, Object类中提供了Object clone()方法,Java中,只要实现了Cloneable接口的对象就可以通过clone()方法克隆自身,一般地,原型模式如下代码所示:

abstract class Prototype implementsCloneable {public Prototype clone() throwsCloneNotSupportedException {return (Prototype) super.clone();

}

}class ConcretePrototype1 extendsPrototype {

@Overridepublic Prototype clone() throwsCloneNotSupportedException {return (ConcretePrototype1)super.clone();

}

}class ConcretePrototype2 extendsPrototype {

@Overridepublic Prototype clone() throwsCloneNotSupportedException {return (ConcretePrototype2)super.clone();

}

}

客户端调用Prototype的克隆方法:

public classProtoTypeDemo1 {public static void main(String[] args) throwsCloneNotSupportedException {

Prototype proto= newConcretePrototype1();

Prototype clone1=proto.clone();

Prototype clone2=proto.clone();

System.out.println(proto);

System.out.println(clone1);

System.out.println(clone2);

}

}

输出

blog.design.prototype.ConcretePrototype1@610455d6

blog.design.prototype.ConcretePrototype1@511d50c0

blog.design.prototype.ConcretePrototype1@60e53b93

可以看到,我以proto对象为原型,克隆出了两个新的对象,它们在内存中的地址不同。

2.2 浅拷贝和深拷贝

尽管Java中,clone()方法使用起来十分简便,但是需要注意的是,Object.clone()方法,默认的是浅拷贝(Shallow copy),即不会克隆原型对象中的引用变量所指向的对象;相反地,深拷贝(Deep copy),就是可以克隆原型对象中的引用变量所指向的对象。

浅拷贝与深拷贝图示:

浅拷贝就是直接把原型中的引用复制给了克隆对象,克隆对象和原型中引用类型的成员变量指向相同的堆内存地址;

深拷贝则是将原型的引用类型成员也克隆一份放到新的内存中。

通常,深拷贝需要程序员自己实现,原型的成员变量所指向的对象,可能还包含其它的引用类型的成员变量,不可能将这一连串的对象都拷贝,一般来说,只需要拷贝到业务所需要的层数即可。

3.总结

总之, 使用原型模式可以:

减少使用new关键字而产生的大量开销,

提升创建对象的效率。

特别是对于需要大量准备工作才能调用new来创建对象的场景下,使用原型模式能更加高效。

通常,原型模式也可以和工厂模式和单例模式结合起来使用,工厂根据单例对象,来克隆出一模一样的新的对象,客户端通过工厂方法获取克隆对象。

此外,组合模式、装饰器模式也可以应用原型模式使结构够高效,因为它们都涉及到创建多个大体上一模一样的对象。

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