这是我看Head first设计模式书籍之后想要总结的知识点,一方面是对自己学习的东西总结和提炼加强自己的理解和记忆,另一方面是给大家简化这本书,方便大家快速了解各种设计模式。
我想提醒大家的是,设计模式只是前人总结的一些经验套路,实际上还是要在开发项目中慢慢体会,不可成为设计模式的中毒患者,强行照搬设计模式的一些规则。
下面是我上传github的完整的代码,欢迎Follow偶。https://github.com/youaresherlock/JavaDesignPattern
原型模式
(1)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,在需要的时候更新
数据库,以此来减少数据库调用。
(2) 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
主要解决: 在运行期建立和删除原型
何时使用:
1.当一个系统应该独立于它的产品创建,构成和表示时
2.当要实例化的类是在运行时刻指定时,例如,通过动态装载。
3.为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时
4.当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能
比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。
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。
应用实例:
1.细胞分裂 2.Java中的Object clone()方法
优点: 1.性能提高 2.逃避构造函数的约束
缺点:
1.配置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
使用场景:
1.资源优化场景
2.类初始化需要消耗非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等。
3.性能和安全要求的场景
4.通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,则可以使用原型模式
5.一个对象多个修改者的场景
6.一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时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
7.在设计项目中,原型模式很少单独出现,一般是和工厂方法模式一起出现,通过clone的方法创建一个对象,然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与Java融为浑然一体,大家可以随手拿来使用。
注意事项: 与通过对一个类进行实例化来构造对象不同的是,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
例子:
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
类图如下
代码部分
实现了Cloneable接口的抽象类 Shape.java
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
//实现了Cloneable接口的抽象类
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getType() {
return type;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
创建扩展了上面抽象类的实体类 Rectangle.java Circle.java Square.java
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
public class Rectangle extends Shape{
public Rectangle() {
type = "Rectangle";
}
@Override
void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
public class Square extends Shape {
public Square() {
type = "Square";
}
@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Inside Square::draw() methond.");
}
}
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
public class Circle extends Shape {
public Circle() {
type = "Circle";
}
@Override
void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
创建一个类,从数据库获取实体类,并把他们存储在一个Hashtable中 ShapeCatch.java
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
import java.util.Hashtable;
//创建一个类,从数据库获取实体类,并把他们存储在一个Hashtable中
public class ShapeCatch {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap =
new Hashtable<>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape)cachedShape.clone();
}
//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);
}
}
PrototypePatternDemo使用ShapeCache类来获取存储在Hashtable中的形状的克隆 PrototypePatternDemo.java
package com.gougoucompany.designpattern.prototype;
//PrototypePatternDemo 使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。
public class PrototypePatternDemo {
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());
}
}
result:
/*
Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle
*/