原型模式

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原型模式

模式介紹

原型模式是一個建立型的模式。多用於建立複雜的或者構造耗時的實例，由於這種狀況下，複製一個已經存在的實例，可以使程序運行更高效。

模式定義

用原型實例指定建立對象的種類，並經過複製這些原型建立新的對象。

使用場景

1. 類初始化須要消耗很是多的資源

2. 經過new產生一個對象須要很是繁瑣的數據準備或訪問權限

3. 一個對象須要提供給其它對象訪問，並且各個調用者可能都須要修改值

經過實現Cloneable接口的原型模式在調用clone函數構造實例時，並不必定比經過new操做速度快，只有當經過new構造函數對象較爲耗時或成本較高時，經過clone方法纔可以得到效率上的提高。

簡單實現

以簡單的文檔拷貝爲例演示簡單的原型模式。

先來演示淺拷貝

文檔定義

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 + "]";
    }

}

調用

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

    }

建立文檔1，而後顯示文檔1的內容。而後拷貝了文檔1，修改了文檔1的內容，而後依次顯示文檔2，文檔1

輸出結果

Document [mText=文檔1, mImages=[圖片1]]
Document [mText=文檔2, mImages=[圖片1, 圖片2]]
Document [mText=文檔1, mImages=[圖片1, 圖片2]]

能夠看到,修改拷貝後的文檔2的Text，文檔1沒有受影響，可是修改文檔2的Images，文檔1也被修改了。

下面演示深拷貝

只須要修改clone方法

@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;
    }

再次運行後的輸出結果：

Document [mText=文檔1, mImages=[圖片1]]
Document [mText=文檔2, mImages=[圖片1, 圖片2]]
Document [mText=文檔1, mImages=[圖片1]]

修改文檔2的Images並無影響到文檔1。

小結

原型模式本質上就是對象拷貝，容易出現的問題是深拷貝、淺拷貝。使用原型模式能夠解決構建複雜對象的資源消耗問題，可以在某些場景下提高建立對象的效率。還有一個重要用途是保護性拷貝，也就是某個對象對外多是隻讀的，爲了防止外部對這個只讀對象修改，能夠經過返回一個對象拷貝的形式來實現只讀的限制。