java设计模式之原型模式

前言

什么是原型模式？

即：①用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新对象。

②允许一个对象在创建另外一个可定制的对象，无需知道创建的细节

原理：

通过将一个原型对象传给要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝他们自己来实施创建，即对象.clone()。

示例：克隆羊问题

有一只羊，名字，年龄，颜色，创建和这只羊属性完全相同的5只羊。

传统方式：

Sheep类

public class Sheep {

    private String name;
    private int age;
    private String color;

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
}

Client类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //传统的方法
        Sheep sheep = new Sheep("tom", 5, "黑色");

        Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
        Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
        Sheep sheep4 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
        Sheep sheep5 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());


        System.out.println(sheep);
        System.out.println(sheep2);
        System.out.println(sheep3);
        System.out.println(sheep4);
        System.out.println(sheep5);
    }
}

优缺点

• 创建新对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂，效率低
• 总是需要重新初始化对象，而不是动态的获取对象运行时的状态，不灵活

改进方案：

Object类提供了一个clone()方法，该方法可以将一个java对象复制一份，但是需要实现clone的java类必须要实现一个借口Cloneable，该接口表示该类能够复制并且具有复制的能力=>原型模式

说明：

• Prototype：原型类，声明一个克隆自己的接口
• ConcretePrototype：具体的原型类，实现一个克隆自己的操作
• Client：让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新对象（属性一样）

Sheep类

//需要实现clone的类Sheep(相当于ConcretePrototype，具体的原型类，实现一个克隆自己的操作)，需要实现Cloneable接口
public class Sheep implements Cloneable {

    private String name;
    private int age;
    private String color;

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }

    //克隆该实例，使用默认的clone方法来实现
    @Override
    protected Object clone()  {
        Sheep sheep=null;
        try{
            sheep =(Sheep) super.clone();
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        return sheep;
    }
}

Client类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("原型模式完成对象创建！");
        Sheep sheep=new Sheep("tom",5,"黑色");
        Sheep sheep2=(Sheep) sheep.clone();//克隆
        Sheep sheep3=(Sheep) sheep.clone();
        Sheep sheep4=(Sheep) sheep.clone();
        Sheep sheep5=(Sheep) sheep.clone();


        System.out.println("sheep2="+sheep2);
        System.out.println("sheep3="+sheep3);
        System.out.println("sheep4="+sheep4);
        System.out.println("sheep5="+sheep5);
    }
}

如果在Sheep类中增加一个属性，如“蒙古羊”，只需要在添加完属性之后，重新生成一下toString方法即可，不需要改动Client类。