java——原型模式

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定義：用原型實例指定建立對象的種類，並經過拷貝這些原型建立新的對象。

類型：建立類模式

類圖：

　　

原型模式主要用於對於對象的複製，它的核心就是類圖中的原型類Prototype。Prototype類須要具有兩個條件：

• 　實現Cloneable接口。在java語言有一個Cloneable的接口，它的做用只有一個，就是在運行時通知JVM虛擬機能夠安全的在實現了此接口的類上使用 clone 方法。在java JVM虛擬機中，只有實現了這個接口的類才能夠被拷貝，不然運行時會拋出CloneNotSupportedException異常。
• 　重寫Object類中的clone方法。java中，全部類的父類都是Object類，Object類中有一個clone方法，做用是返回對象的一個拷貝，可是其做用域是peotected類型的，通常的類沒法調用，所以，Prototype類須要將clone方法的做用域修改成public類型。

 

原型模式是一種比較簡單的模式，容易理解，實現一個接口，重寫一個方法即完成了原型模式。在實際應用中，原型模式不多出現。常常與其餘的模式混用，他的原型類Prototype也經常使用抽象類來替代。

實現代碼：

　　

class Prototype implements Cloneable {
    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try{
            prototype = (Prototype)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype; 
    }
}

class ConcretePrototype extends Prototype{
    public void show(){
        System.out.println("原型模式實現類");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype();
        for(int i=0; i< 10; i++){
            ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone();
            clonecp.show();
        }
    }
}

 

原型模式的優勢及適用場景：

　　使用原型模式建立對象比直接new一個對象在性能上好的多，由於Object類的clone方法是一個本地方法，他直接操做內存中的二進制流，特別是複製大型對象時，性能的差異特別的明顯。

　　由於以上優勢，因此在須要重複地建立類似對象時能夠考慮使用原型模式。好比須要在一個循環體內建立對象，假如對象建立過程比較複雜或者循環次數不少的話，使用原型模式不但能夠簡化建立過程，並且可使系統的總體性能提升不少。

 

原型模式的注意事項：

使用原型模式複製對象不會調用類的構造方法。由於對象的複製是經過調用Object類的clone方法來完成的，它直接在內存中複製數據，所以不會調用到類的構造方法。不但構造方法中的代碼不會執行，甚至連訪問權限都對原型模式無效。還記得單例模式嗎？單例模式中，只要將構造方法的訪問權限設置爲private型，就能夠實現單例。可是clone方法直接無視構造方法的權限，因此，單例模式與原型模式是衝突的，在使用時要特別注意。

深拷貝與淺拷貝。Object類的clone方法只會拷貝對象中的基本的數據類型，對於數組、容器對象、引用對象等都不會拷貝，這就是淺拷貝。若是要實現深拷貝，必須將原型模式中的數組、容器對象、引用對象等另行拷貝。

public class Prototype implements Cloneable {
    private ArrayList list = new ArrayList();
    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try{
            prototype = (Prototype)super.clone();
            prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype; 
    }
}

 

   因爲ArrayList不是基本類型，因此成員變量list，不會被拷貝，須要咱們本身實現深拷貝，幸運的是java提供的大部分的容器類都實現了Cloneable接口。因此實現深拷貝並非特別困難。

PS：深拷貝與淺拷貝問題中，會發生深拷貝的有java中的8中基本類型以及他們的封裝類型，另外還有String類型。其他的都是淺拷貝。