一天一個設計模式——Prototype 原型模式

1、模式說明

 　　看了比較多的資料，對原型模式寫的比較複雜，我的的理解就是模型複製，根據現有的類來直接建立新的類，而不是調用類的構造函數。

　　那爲何不直接調用new方法來建立類的實例呢，主要一個緣由是若是類的構造函數比較複雜，又須要大量的類實例對象，且這些類比較相似的時候，就可使用原型模式，調用對象的克隆方法快讀獲得實例。另外一個緣由是，使用構造函數建立類時，語句MyClass myInstance = new MyClass();  這個Java語句中，咱們使用了要建立的類的名字：MyClass，如此一來，就講MyClass類和當前語句所在的類緊密耦合在一塊兒了，並且，若是咱們還不知道要建立的類的名字，可是想先定義類的建立方式，就須要使用原型模式。

2、原型模式的類圖

3、原型模式中的角色

• 原型(Protype)角色：負責定義複製現有實例生成新實例的方法
• 具體原型(ConcretePrototype)角色：負責實現複製現有實例生成新實例的方法
• 使用者(Client)角色：負責使用複製實例的方法生成新實例

4、代碼示例

1.Product類：

package com.designpattern.cn.protptypepattern.patternframework;

public interface Product extends Cloneable {
    public abstract void use(String s);
    public abstract Product createClone();
}

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　　上面的Product類很簡單，只是繼承了java.lang.Clonable接口，該接口中並無要求實現任何方法，這是一個標記接口，被該接口標記的類能夠調用Clone方法來克隆類實例。須要注意的是，Clone方法並非定義在Clonable接口中，而是定義在java.lang.Object中，另外須要提一點，Clone方法實現的是淺複製。

2.Manager類：

package com.designpattern.cn.protptypepattern.patternframework;

import java.util.HashMap;

public class Manager {
    private HashMap showcase = new HashMap();
    public void register(String name, Product product){
        showcase.put(name, product);
    }
    public Product create(String protoname){
        Product p = (Product) showcase.get(protoname);
        return p.createClone();
    }
}

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　　上面的Manager類提供了register方法，將字符串和Product接口註冊保存到showcase中，如今還沒法知道Product具體類是什麼，可是能夠肯定這個具體類是實現了Product接口的，所以這個類能夠調用use方法和createClone方法建立實例的克隆。

　　接下來建立幾種不一樣的Product具體的子類，每一個子類都實現了Product接口：

3-1.MessageBox消息盒子類：

package com.designpattern.cn.protptypepattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.protptypepattern.patternframework.Product;

public class MessageBox implements Product {
    private char decochar;
    public MessageBox(char decochar){
        this.decochar = decochar;
    }

    public void use(String s){
        int length = s.getBytes().length;
        for(int i = 0; i < length + 4; i++){
            System.out.print(decochar);
        }
        System.out.println("");
        System.out.println(decochar+" "+s+" "+decochar);
        for(int i = 0; i < length + 4; i++){
            System.out.print(decochar);
        }
        System.out.println("");
    }

    public Product createClone(){
        Product p = null;
        try {
            p = (Product) clone();
        }catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

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3-2UnderlinePen類：

package com.designpattern.cn.protptypepattern.patterndemostrate;

import com.designpattern.cn.protptypepattern.patternframework.Product;

public class UnderlinePen implements Product {
    private char ulchar;
    public UnderlinePen(char ulchar){
        this.ulchar = ulchar;
    }

    public void use(String s){
        int length = s.getBytes().length;
        System.out.println("\"" + s + "\"");
        System.out.println(" ");
        for(int i = 0; i < length + 4; i++){
            System.out.print(ulchar);
        }
        System.out.println("");
    }

    public Product createClone(){
        Product p = null;
        try {
            p = (Product) clone();
        }catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

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　　從上面兩個類能夠看出，Manager類的create方法中並無出現MessageBox和UnderlinePen這些字眼，取而代之使用的是本身定義的字符串，並將這個字符串註冊到Manager類中，後續根據字符串來獲得類實例（經過原型克隆獲得）。如此一來，就將框架和具體的類名解耦開了。

 

4.測試類和運行結果：

原型模式在JavaScript中也有應用，後續再補充這方面的內容，能夠對比看下Java和Javascript中實現原型模式的不一樣。

---------------------2019-06-27 00:13 比較晚了，今天加班到10點回家，原型模式仍是比較重要的，這篇隨筆後續繼續補充-----------------------------

 

5、JavaScript中的原型模式

　　在《Javascript 高級程序設計》一書中，在講如何在Javascript中建立對象時，是這樣介紹原型模式的：prototype是經過調用構造函數而建立的那個對象實例的原型對象。這句話反過來講：咱們建立的每一個函數都有一個prototype屬性，它是一個指針，指向一個對象，這個對象包含了能夠由特定類型的全部實例共享的屬性和方法。總之：沒必要在構造函數中定義對象實例信息，而是將這些信息直接添加到原型對象中。

　　舉例說明：

　　上面代碼看出，當建立一個函數時（即便函數沒有包含任何內容），就會建立一個prototype屬性，該屬性指向函數的原型對象，全部的原型對象會有一個constructor屬性，該屬性是一個指針，指向prototype屬性所在的函數的指針。上面的例子：Person.prototype.constructor  指向 Person。

　　使用原型對象的好處是：全部原型對象的實例都共享原型的屬性和方法。換種說法，沒必要在構造函數中定義對象實例的信息，而是將這些對象信息放到原型對象中。

　　由此咱們能夠想：若是咱們本身建立一個對象，做爲另外一個對象的prototype屬性值，而後經過Object.create(prototype, optionalDescriptorObjects)來實現原型繼承。

　　繼續完善上面的代碼：

　　若是咱們要本身實現原型模式：

6、與原型模式相關的模式

• Flyweight享元模式：Prototype原型模式用於建立與當前實例徹底相同的實例，Flyweight模式能夠在不一樣的地方使用同一個實例
• Memento備忘錄模式：備忘錄模式能夠保存當前實例的狀態，實現快照和撤銷功能
• Composite組合模式
• Command命令模式：想要複製命令模式中的命令時，可使用Protype模式。