java设计模式:原型模式

定义

用一个已经创建的实例作为原型,通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。在这里,原型实例指定了要创建的对象的种类。用这种方式创建对象非常高效,根本无须知道对象创建的细节。


优点


  • Java 自带的原型模式基于内存二进制流的复制,在性能上比直接 new 一个对象更加优良。
  • 可以使用深克隆方式保存对象的状态,使用原型模式将对象复制一份,并将其状态保存起来,简化了创建对象的过程,以便在需要的时候使用(例如恢复到历史某一状态),可辅助实现撤销操作。

    缺点

  • 需要为每一个类都配置一个 clone 方法
  • clone 方法位于类的内部,当对已有类进行改造的时候,需要修改代码,违背了开闭原则。
  • 当实现深克隆时,需要编写较为复杂的代码,而且当对象之间存在多重嵌套引用时,为了实现深克隆,每一层对象对应的类都必须支持深克隆,实现起来会比较麻烦。因此,深克隆、浅克隆需要运用得当。

    代码实现

    原型模式包含以下主要角色。


  1. 抽象原型类:规定了具体原型对象必须实现的接口。
  2. 具体原型类:实现抽象原型类的 clone() 方法,它是可被复制的对象。
  3. 访问类:使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

在这里插入图片描述

浅克隆与深克隆


  • 浅克隆:创建一个新对象,新对象的属性和原来对象完全相同,对于非基本类型属性,仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
  • 深克隆:创建一个新对象,属性中引用的其他对象也会被克隆,不再指向原有对象地址。

//具体原型类
class Realizetype implements Cloneable {
Realizetype() {
System.out.println("具体原型创建成功!");
}
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("具体原型复制成功!");
return (Realizetype) super.clone();
}
}
//原型模式的测试类
public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Realizetype obj1 = new Realizetype();
Realizetype obj2 = (Realizetype) obj1.clone();
System.out.println("obj1==obj2?" + (obj1 == obj2));
}
}

输出


具体原型创建成功!
具体原型复制成功!
obj1==obj2?false

应用场景


  • 对象之间相同或相似,即只是个别的几个属性不同的时候。
  • 创建对象成本较大,例如初始化时间长,占用CPU太多,或者占用网络资源太多等,需要优化资源。
  • 创建一个对象需要繁琐的数据准备或访问权限等,需要提高性能或者提高安全性。
  • 系统中大量使用该类对象,且各个调用者都需要给它的属性重新赋值。

3 个评论

学习了,kotlin中的Cloneable是怎么用的?
data class 完美解决
学习了

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