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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,以此来减少数据库调用。
原型模式中有三个登场角色:
原型角色:定义用于复制现有实例来生成新实例的方法;
具体原型角色:实现用于复制现有实例来生成新实例的方法
使用者角色:维护一个注册表,并提供一个找出正确实例原型的方法。最后,提供一个获取新实例的方法,用来委托复制实例的方法生成新实例。
介绍
意图:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
如何解决:利用已有的一个原型对象,快速地生成和原型对象一样的实例。
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。
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
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。
第一步、创建原型角色,实现了 Cloneable 接口
/*** 原形角色抽象类并实现了Cloneable接口*/
public abstract class Shape implements Cloneable {private String id;protected String type;public String getType(){return type;}public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}/*** 定义复制现有实例来生成新实例的方法* @return*/public Object clone() {Object clone = null;try {clone = super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}return clone;}
}
第二步、具体原型角色
/*** 具体原型角色* 圆形*/
public class Circle extends Shape {public Circle(){type = "Circle";}}
/*** 具体原型角色* 矩形*/
public class Rectangle extends Shape {public Rectangle(){type = "Rectangle";}}
/*** 具体原型角色* 正方形*/
public class Square extends Shape {public Square(){type = "Square";}}
第三步、创建使用者角色:维护一个注册表,并提供一个找出正确实例原型的方法。最后,提供一个获取新实例的方法,用来委托复制实例的方法生成新实例。
/*** 使用者角色:维护一个注册表,并提供一个找出正确实例原型的方法。* 最后,提供一个获取新实例的方法,用来委托复制实例的方法生成新实例*/
public class ShapeCache {private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable();/*** 提供一个获取新实例的方法* @param shapeId* @return*/public static Shape getShape(String shapeId) {Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);//提供一个找出正确实例原型的方法return (Shape) cachedShape.clone(); //委托复制实例的方法生成新实例。}// 对每种形状都运行数据库查询,并创建该形状// shapeMap.put(shapeKey, shape);// 例如,我们要添加三种形状public static void loadCache() {Circle circle = new Circle();circle.setId("1");shapeMap.put(circle.getId(),circle);Square square = new Square();square.setId("2");shapeMap.put(square.getId(),square);Rectangle rectangle = new Rectangle();rectangle.setId("3");shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);}
}
下面开始测试
public class Client {public static void main(String[] args) {ShapeCache.loadCache();Shape clonedShape = ShapeCache.getShape("1");System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape("2");System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());Shape clonedShape3 = ShapeCache.getShape("3");System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());}
}
Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle