创建型模式之原型模式
定义
- 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过复制这些原型创建新的对象。
类图如下:
原型模式涉及3个角色。
- 客户(Client)角色:该角色提出创建对象的请求。
- 抽象原型(Prototype)角色:该角色是一个抽象角色,通常由一个Java接口或抽象类实现,给出所有的具体原型类所需要的接口。
- 具体原型(Concrete Prototype)角色:该角色是被复制的对象,必须实现抽象原型接口。
Java中内置了克隆机制,Object类具有一个clone()方法,能够实现对象的克隆,使一个类支持克隆需要以下两步。
- 实现Cloneable接口;
- 覆盖Object的clone()方法,完成对象的克隆操作,通常只需要调用Object的clone方法即可。为了使外部能够调用此类的clone()方法,可以将可访问性修改为public。代码如下。
Prototype.java
public interface Prototype extends Cloneable { // 克隆方法 Prototype clone(); }
具体原型ConcretePrototype实现clone()方法,代码如下。
ConcretePrototype.java
public class ConcretePrototype implements Prototype { @Override public Prototype clone() { try { return (Prototype) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; } }
客户类Client的代码如下:
Client.java
public class Client { public void operation(Prototype example) { // 得到example副本 Prototype p = example.clone(); } }
优点
- 性能优良:原型模式是对内存二进制流的复制,要比直接new一个对象性能好,特别是在一个循环体内产生大量的对象时,原型模式可以更好地体现其优点。
- 逃避构造函数的约束:这既是优点也是缺点,直接在内存中复制,构造函数是不会执行的,因此减少了约束,需要在实际应用时进行权衡考虑。
使用场景
- 资源优化场景,类初始化需要消耗非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等。
- 性能和安全要求的场景。通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,可以使用原型模式。
- 一个对象多个修改者的场景,一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式复制多个对象供调用者使用。
在实际项目中,原型模式很少单独出现,一般是和工厂方法模式一起出现,通过clone方法创建一个对象,然后由工厂方法提供给调用者。
设计模式Java版.电子工业出版社 p65