【设计模式】 - 原型模式

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原型模式的定义与特点

原型(Prototype)模式的定义如下:用一个已经创建的实例作为原型,通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。在这里,原型实例指定了要创建的对象的种类。用这种方式创建对象非常高效,根本无须知道对象创建的细节。

原型模式的优点:

  • 自带的原型模式基于内存二进制流的复制,在性能上比直接 new 一个对象更加优良。
  • 可以使用深克隆方式保存对象的状态,使用原型模式将对象复制一份,并将其状态保存起来,简化了创建对象的过程,以便在需要的时候使用(例如恢复到历史某一状态),可辅助实现撤销操作。

原型模式的缺点:

  • 需要为每一个类都配置一个 clone 方法
  • 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。
  • 当实现深克隆时,需要编写较为复杂的代码,而且当对象之间存在多重嵌套引用时,为了实现深克隆,每一层对象对应的类都必须支持深克隆,实现起来会比较麻烦。因此,深克隆、浅克隆需要运用得当。

example代码

public class DemoBase implements Cloneable{
​
    public String base;
​
    public DemoBase(String base) {
        this.base = base;
        System.out.println("yes?");
    }
    
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("let's clone!");
        return super.clone();
    }
​
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        DemoBase obj1 = new DemoBase("RU1?yes");
        DemoBase obj2 = (DemoBase) obj1.clone();
        obj2.base = "RU1?NO!";
        System.out.println(obj1.base);
        System.out.println(obj2.base);
    }
}

控制台输出

yes?
let's clone!
RU1?yes
RU1?NO!

可以看到,前后对象是进行了深拷贝的。

使用场景

例:一个人对应很多条记录,记录上不带人的信息,例如要将相关记录写入DB,可以先:

1.对记录进行人信息的初始化

2.后面就不用反复对人的信息进行重复的初始化了,节省操作步骤。

伪代码展示

Person person = getPerson()
Identity id = getIdentity()
...
Record2Db r2d = formatData(person,id)
List<Record> rawRecords = getRawRecord()
List<Record2Db> list
for(record in rawRecords){
    Record2Db entity = r2d.clone()
    list.add(entity)
}
write2DB(list)

使用场景小结

  • 对象之间相同或相似,即只是个别的几个属性不同的时候。
  • 创建对象成本较大,例如初始化时间长,占用CPU太多,或者占用网络资源太多等,需要优化资源。
  • 创建一个对象需要繁琐的数据准备或访问权限等,需要提高性能或者提高安全性。
  • 系统中大量使用该类对象,且各个调用者都需要给它的属性重新赋值。

相关扩展

  1. Spring中的原型模式
  2. 使用多个原型拼装映射对象(Map)进行管理,通过从管理对象中获取对应的原型进行初始化。

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