介绍
原型模式是一种创建型设计模式, 使你能够复制已有对象, 而又无需使代码依赖它们所属的类。
问题
如果你有一个对象, 并希望生成与其完全相同的一个复制品, 你该如何实现呢? 首先, 你必须新建一个属于相同类的对象。 然后, 你必须遍历原始对象的所有成员变量, 并将成员变量值复制到新对象中。
不错! 但有个小问题。 并非所有对象都能通过这种方式进行复制, 因为有些对象可能拥有私有成员变量, 它们在对象本身以外是不可见的。
“从外部” 复制对象并非总是可行。
直接复制还有另外一个问题。 因为你必须知道对象所属的类才能创建复制品, 所以代码必须依赖该类。 即使你可以接受额外的依赖性, 那还有另外一个问题: 有时你只知道对象所实现的接口, 而不知道其所属的具体类, 比如可向方法的某个参数传入实现了某个接口的任何对象。
解决方案
原型模式将克隆过程委派给被克隆的实际对象。 模式为所有支持克隆的对象声明了一个通用接口, 该接口让你能够克隆对象, 同时又无需将代码和对象所属类耦合。 通常情况下, 这样的接口中仅包含一个 克隆
方法。
所有的类对 克隆
方法的实现都非常相似。 该方法会创建一个当前类的对象, 然后将原始对象所有的成员变量值复制到新建的类中。 你甚至可以复制私有成员变量, 因为绝大部分编程语言都允许对象访问其同类对象的私有成员变量。
支持克隆的对象即为原型。 当你的对象有几十个成员变量和几百种类型时, 对其进行克隆甚至可以代替子类的构造。
预生成原型可以代替子类的构造。
其运作方式如下: 创建一系列不同类型的对象并不同的方式对其进行配置。 如果所需对象与预先配置的对象相同, 那么你只需克隆原型即可, 无需新建一个对象。
原型模式示例:
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 类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。
执行程序,输出结果:
Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle
在 Java 中使用模式
Java 的 Cloneable
(可克隆) 接口就是立即可用的原型模式。
任何类都可通过实现该接口来实现可被克隆的性质。
java.lang.Object#clone()
(类必须实现 java.lang.Cloneable
接口)
识别方法: 原型可以简单地通过 clone
或 copy
等方法来识别。
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