设计模式-原型模式(06)

Posted 2020-10-15 秋夜雨巷

定义

　　原型（Prototype Pattern）是一个简单的设计模式。原型模式的英文原话是：Specify the kind of objects to create using a prototypical instance，and create new objects by copying this prototype.意思是：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。

　　原型模式有三种角色：

　　1.客户（Client）角色：该角色提出创建对象的请求。
　　2.抽象原型（Prototype）：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。
　　3.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，能够实现对对象的克隆，是一个类支持克隆只需要两步：

　　1.实现Cloneable接口。
　　2.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，可以将访问修饰符改为public。

/**
 * 抽象原型角色(Prototype)
 * 给出具体原型类复制所需要的接口
 */
public interface Prototype {
    //克隆方法
    Prototype clone();
}

/**
 * 具体原型工厂类
 * 
 */
public class ConcretePrototype implements Prototype {
    @Override
    public Prototype clone() {
        try {
            return (Prototype)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

public class Client {
    public void operation(Prototype example) {
        //得到example
        Prototype prototype = example.clone();
    }
}

原型模式的优点

　　1.性能优良：原型模式是对内存中二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好，特别是当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。

　　2.逃避构造函数的约束。这既是优点也是缺点，直接在内存中拷贝对象，构造函数是不会执行的，因此减少了约束，不过这一点需要在实际应用时进行权衡考虑。

原型模式的使用场景

　　1.资源优化场景，类初始化时需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。

　　2.性能和安全要求的场景，如果通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备和访问权限，则可以使用原型模式。

　　3.一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，可以考虑使用原型模式拷贝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。原型模式通过clone（）方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。

例子

/**
 * 实现clone接口,实现了clone方法,是实现克隆的关键
 */
public class Mail implements Cloneable {
    //收件人
    private String receiver;
    //邮件标题
    private String subject;
    //称谓
    private String appellation;
    //邮件内容
    private String contxt;
    //尾部
    private String tail;
    //构造函数
    public Mail(String subject,String contxt) {
        this.subject = subject;
        this.contxt = contxt;
    }
    //克隆方法
    public Mail clone() {
        Mail mail = null;
        try {
            mail=(Mail) super.clone();
            System.out.println(super.toString());   //super指的是被调用的那个对象
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return mail;
    }
}

/**
 * 调用
 */
public class SendMailDemo {
    Map students = new LinkedHashMap();
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个原型mail
        Mail mail = new Mail("邮件标题", "邮件内容");
        mail.setTail("2017-11-20");
        SendMailDemo sendMailDemo = new SendMailDemo();
        //获取所有学生
        Map students=sendMailDemo.getStudent();
        for (Object name : students.keySet()) {
            //克隆邮件
            Mail cloneMail = mail.clone();
            cloneMail.setAppellation(name.toString());
            cloneMail.setReceiver(students.get(name).toString());
            sendMailDemo.sendMail(cloneMail);
        }
        
    }
    public Map getStudent(){
        students.put("studentone", "[email protected]");
        students.put("studenttwo", "[email protected]");
        students.put("studentthree", "[email protected]");
        students.put("studentfour", "[email protected]");
        students.put("studentfive", "[email protected]");
        students.put("studentsix", "[email protected]");
        students.put("studentseven", "[email protected]");
        return students;
    }
    public void sendMail(Mail mail){
        System.out.println("标题:"+mail.getSubject()+"\t收件人邮箱:"+mail.getReceiver()+"\t正文:"+mail.getAppellation()+mail.getContxt()+"\t...已发送");
    }
}

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