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设计模式——创建型模式之原型模式

原型模式

原型模式(Prototype Pattern)是用于创建重复的对象,同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式是实现了一个原型接口,该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。例如,一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象,在下一个请求时返回它的克隆,在需要的时候更新数据库,以此来减少数据库调用。

关键代码: 1、实现克隆操作,在 JAVA 继承 Cloneable,重写 clone(),在 .NET 中可以使用 Object 类的 MemberwiseClone() 方法来实现对象的浅拷贝或通过序列化的方式来实现深拷贝。 2、原型模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型(易变类)之间的耦合关系,它同样要求这些"易变类"拥有稳定的接口。

应用实例: 1、细胞分裂。 2、JAVA 中的 Object clone() 方法。

优点: 1、性能提高。 2、逃避构造函数的约束。

缺点: 1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类不是很难,但对于已有的类不一定很容易,特别当一个类引用不支持串行化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。 2、必须实现 Cloneable 接口。

注意事项:与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是,原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable,重写,深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。如图:

 

 

 

 

 

实现

我们将创建一个抽象类 Shape 和扩展了 Shape 类的实体类。下一步是定义类 ShapeCache,该类把 shape 对象存储在一个 Hashtable 中,并在请求的时候返回它们的克隆。

PrototypePatternDemo,我们的演示类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。

 

 

 

步骤 1

创建一个实现了 Cloneable 接口的抽象类。

 1 public abstract class Shape implements Cloneable {
 2    
 3    private String id;
 4    protected String type;
 5    
 6    abstract void draw();
 7    
 8    public String getType(){
 9       return type;
10    }
11    
12    public String getId() {
13       return id;
14    }
15    
16    public void setId(String id) {
17       this.id = id;
18    }
19    
20    public Object clone() {
21       Object clone = null;
22       try {
23          clone = super.clone();
24       } catch (CloneNotSupportedException e) {
25          e.printStackTrace();
26       }
27       return clone;
28    }
29 }

步骤 2

创建扩展了上面抽象类的实体类。

 1 public class Rectangle extends Shape {
 2  
 3    public Rectangle(){
 4      type = "Rectangle";
 5    }
 6  
 7    @Override
 8    public void draw() {
 9       System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
10    }
11 }
 1 public class Square extends Shape {
 2  
 3    public Square(){
 4      type = "Square";
 5    }
 6  
 7    @Override
 8    public void draw() {
 9       System.out.println("Inside Square::draw() method.");
10    }
11 }
 1 public class Circle extends Shape {
 2  
 3    public Circle(){
 4      type = "Circle";
 5    }
 6  
 7    @Override
 8    public void draw() {
 9       System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
10    }
11 }
 

步骤 3

创建一个类,从数据库获取实体类,并把它们存储在一个 Hashtable 中。

 1 import java.util.Hashtable;
 2  
 3 public class ShapeCache {
 4     
 5    private static Hashtable<String, Shape> shapeMap 
 6       = new Hashtable<String, Shape>();
 7  
 8    public static Shape getShape(String shapeId) {
 9       Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
10       return (Shape) cachedShape.clone();
11    }
12  
13    // 对每种形状都运行数据库查询,并创建该形状
14    // shapeMap.put(shapeKey, shape);
15    // 例如,我们要添加三种形状
16    public static void loadCache() {
17       Circle circle = new Circle();
18       circle.setId("1");
19       shapeMap.put(circle.getId(),circle);
20  
21       Square square = new Square();
22       square.setId("2");
23       shapeMap.put(square.getId(),square);
24  
25       Rectangle rectangle = new Rectangle();
26       rectangle.setId("3");
27       shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
28    }
29 }

步骤 4

PrototypePatternDemo 使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。

 1 public class PrototypePatternDemo {
 2    public static void main(String[] args) {
 3       ShapeCache.loadCache();
 4  
 5       Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");
 6       System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());        
 7  
 8       Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
 9       System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());        
10  
11       Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3");
12       System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());        
13    }
14 }

步骤 5

执行程序,输出结果:

1 Shape : Circle
2 Shape : Square
3 Shape : Rectangle

 (以上知识及实列出自runoob.com 原文链接:https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html)

posted on 2019-09-16 08:49  山月云星  阅读(184)  评论(0编辑  收藏  举报