模式定义
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。
模式介绍
- 动机: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。
- 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。3.clone 方法位于类的内部,当对已有类进行改造的时候,需要修改代码,违背了开闭原则。
注意事项
:与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是,原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable
,重写,深拷贝是通过实现 Serializable
读取二进制流。
代码实现
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 类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。
//抽象Shape
public abstract class Shape implements Cloneable{
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getType() {
return type;
}
public void setType(String type) {
this.type = type;
}
public Object clone(){
Object clone=null;
try {
clone=super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
//具体shape
public class Square extends Shape {
public Square(){
type = "Square";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle(){
type = "Rectangle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
public class Circle extends Shape {
public Circle(){
type = "Circle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
//ShapeCache缓存
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap
= new Hashtable<>();
public static Shape getShape(String shapeId){
Shape cachedShape=shapeMap.get(shapeId);
return (Shape)cachedShape.clone();
}
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);
}
}
//Client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShapeCache.loadCache();
Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());
Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());
Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3");
System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());
}
}
上述代码将具体shape都继承了抽象Shape类,在ShapeCache使用loadCache实例化具体Shape类,并存入到ShapeMap中,在需要使用时,从客户端访问ShapeCache然后加载相应的具体Shape类。