网站建设高端网页设计,建设小说网站风险分析,网站建设在马来西亚,长沙设备建站按效果付费目录 1.概述2.结构3.实现3.1.浅拷贝3.2.深拷贝3.2.1.通过对象序列化实现深拷贝#xff08;推荐#xff09;3.2.2.重写 clone() 方法来实现深拷贝 4.优缺点5.使用场景 1.概述
#xff08;1#xff09;原型模式 (Prototype Pattern) 是一种创建型设计模式#xff0c;是通过… 目录 1.概述2.结构3.实现3.1.浅拷贝3.2.深拷贝3.2.1.通过对象序列化实现深拷贝推荐3.2.2.重写 clone() 方法来实现深拷贝 4.优缺点5.使用场景 1.概述
1原型模式 (Prototype Pattern) 是一种创建型设计模式是通过复制克隆现有对象来创建新对象的模式。它允许我们创建一个原型对象然后通过复制该原型对象来创建新的对象而无需通过实例化类来创建新的对象。
2在原型模式中一个类将自身的实例作为原型通过复制这个原型来创建新的对象。这个过程隐藏了对象的创建细节而且可以提高创建对象的效率。
3原型模式基于对象的复制可以分为浅拷贝和深拷贝两种形式
浅拷贝复制对象时仅仅复制对象的引用而不复制对象本身。新对象和原对象共享同一个引用修改一个对象会影响到另一个对象。深拷贝复制对象时不仅复制对象的引用还复制对象本身创建一个独立的对象。新对象和原对象互不影响修改一个对象不会影响到另一个对象。
4在实现原型模式时通常需要实现一个 Cloneable 接口或类似的机制该接口标识类具有复制自己的能力。具体的实现细节则根据语言和框架的不同而有所差异。
2.结构
1原型模式包含如下角色
抽象原型类规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。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。访问类使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。
2接口类图如下
3.实现
Java 中的 Object 类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类而实现了 Cloneable 接口的子实现类就是具体的原型类。
3.1.浅拷贝
Address.java
public class Address {int id;String addressName;public Address(int id, String addressName) {this.id id;this.addressName addressName;}
}Person.java
public class Person implements Cloneable{private int id;private String name;private Address address;public String getName() {return name;}public Person(int id, String name, Address address) {this.id id;this.name name;this.address address;System.out.println(具体的原型对象创建完成);}Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println(具体原型复制成功);return (Person) super.clone();}Overridepublic String toString() {return Person{ id id , name name \ , address address };}}Client.java
public class Client {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Person person1 new Person(1, 小华, new Address(1, 北京));Person person2 (Person) person1.clone();System.out.println(person1: person1);System.out.println(person2: person2);System.out.println(person1.getName() person2.getName() 的结果为: (person1.getName() person2.getName()));System.out.println(person1 person2 的结果为: (person1 person2));}
}输出结果如下图所示 3.2.深拷贝
3.2.1.通过对象序列化实现深拷贝推荐
先将 Address 类和 Person 类实现 Serializable 接口然后再修改 Client.java 中的代码即可。
Client.java
public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {Person person1 new Person(1,小华,new Address(1,北京));//创建对象输出流对象ObjectOutputStream oos new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(E:\\testData\\a.txt));//写对象oos.writeObject(person1);//释放资源oos.close();//创建对象输入流对象ObjectInputStream ois new ObjectInputStream(new FileInputStream(E:\\testData\\a.txt));//读取对象Person person2 (Person) ois.readObject();//释放资源ois.close();System.out.println(person1:person1);System.out.println(person2:person2);System.out.println(person1.getName() person2.getName()的结果为(person1.getName() person2.getName()));System.out.println(person1 person2的结果为(person1 person2));}
}3.2.2.重写 clone() 方法来实现深拷贝
public class Person implements Cloneable {private int id;private String name;private Address address;public String getName() {return name;}public Person(int id, String name, Address address) {this.id id;this.name name;this.address address;System.out.println(具体的原型对象创建完成);}Overridepublic Object clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println(具体原型复制成功);Person person null;person (Person)super.clone();//对引用数据类型单独处理person.name new String(name);person.address (Address)address.clone();return person;}Overridepublic String toString() {return Person{ id id , name name \ , address address };}
}4.优缺点
1原型模式具有以下优点
减少对象的创建成本原型模式通过复制现有对象来创建新对象避免了使用构造函数的开销提高了对象的创建效率。简化对象的创建过程使用原型模式不需要关心对象的具体实现细节只需复制一个现有对象即可得到新的对象简化了对象的创建过程。支持动态添加和修改对象的属性可以通过修改现有对象的属性来创建新对象避免了在代码中显式设置对象属性的麻烦。提供了一种可扩展的创建方式原型模式通过复制现有对象可以创建出多个具有相同属性的对象也可以根据需要修改部分属性从而具有更高的灵活性和可扩展性。
2原型模式也存在一些缺点
需要实现 Cloneable 接口或类似的机制在一些语言和框架中实现原型模式需要实现 Cloneable 接口或类似的机制这对于某些编程语言来说可能需要额外的工作。深拷贝可能较为复杂如果需要复制的对象存在引用类型的成员变量深拷贝可能需要额外的处理来确保所有引用对象也能被正确地复制。对象复杂性限制对于包含循环引用或复杂对象图的对象可能会导致复制过程变得复杂或不可行。
3综上所述原型模式在某些情况下可以提供高效、灵活和可扩展的对象创建方式但使用时需注意克隆的实现细节和对象的复杂性。
5.使用场景
1原型模式适用于以下场景
对象创建成本高当对象的创建成本较高时例如需要进行复杂的计算、数据读取或网络请求等操作可以使用原型模式复制现有对象来提高创建效率。对象初始化复杂当对象的初始化过程较为复杂包含多个步骤或依赖关系较多时可以使用原型模式来复制一个已经初始化好的对象避免重新执行初始化过程。动态创建和定制对象当需要根据一些条件动态创建和定制对象时原型模式可以提供一种更加灵活的创建方式。通过复制现有对象并根据需要修改部分属性即可创建出符合条件的新对象。避免构造函数调用在某些场景下使用构造函数创建对象可能不可行或不符合需要。例如某些框架中对象的创建由框架负责通过原型模式可以避免直接调用构造函数。对象的状态变化较小当对象的状态变化较小只是部分属性需要修改时使用原型模式可以避免重新创建对象提高了性能。
2总的来说原型模式适用于需要复制和创建新对象的场景尤其是在对象的创建成本较高或初始化复杂的情况下使用原型模式可以提高创建效率和灵活性。
