Analyse spécifique du modèle de prototype dans les modèles de conception Java

Cet article présente principalement le modèle prototype des modèles de conception. L'éditeur pense qu'il est plutôt bon. Maintenant, je vais le partager avec vous et vous donner une référence. Suivons l'éditeur et jetons un œil.

Définition : Utilisez des instances de prototype pour spécifier les types d'objets à créer, et créez de nouveaux objets en copiant ces prototypes.

Type : Créer un modèle de classe

Diagramme de classe :

Le modèle de prototype est principalement utilisé pour copier des objets. Son noyau est la classe prototype Prototype dans le diagramme de classes. La classe Prototype doit remplir les deux conditions suivantes :

• implémenter l'interface Cloneable. Il existe une interface Cloneable dans le langage Java, qui n'a qu'une seule fonction, celle d'informer la machine virtuelle au moment de l'exécution qu'il est sûr d'utiliser la méthode clone sur les classes qui implémentent cette interface. Dans la machine virtuelle Java, seules les classes qui implémentent cette interface peuvent être copiées, sinon une CloneNotSupportedException sera levée lors de l'exécution.

• Remplacez la méthode clone dans la classe Object. En Java, la classe parent de toutes les classes est la classe Object. Il existe une méthode clone dans la classe Object, qui est utilisée pour renvoyer une copie de l'objet. Cependant, sa portée est protégée et ne peut donc pas être appelée par les classes ordinaires. , la classe Prototype doit être clonée. La portée de la méthode est modifiée en type public.

Le modèle prototype est un modèle relativement simple et très facile à comprendre. L'implémentation d'une interface et la réécriture d'une méthode complètent le modèle prototype. Dans les applications pratiques, les modèles de prototypes apparaissent rarement seuls. Souvent mélangée à d’autres modèles, sa classe prototype Prototype est souvent remplacée par des classes abstraites.

Code d'implémentation :

class Prototype implements Cloneable { 
  public Prototype clone(){ 
    Prototype prototype = null; 
    try{ 
      prototype = (Prototype)superclone(); 
    }catch(CloneNotSupportedException e){ 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return prototype;  
  } 
} 
 
class ConcretePrototype extends Prototype{ 
  public void show(){ 
    System.out.println("原型模式实现类"); 
  } 
} 
 
public class Client { 
  public static void main(String[] args){ 
    ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype(); 
    for(int i=0; i< 10; i++){ 
      ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cpclone(); 
      clonecp.show(); 
    } 
  } 
}

Avantages et scénarios applicables du mode prototype

Utiliser le mode prototype pour créer un objet est bien meilleur en termes de performances que de créer directement un objet, car la méthode clone de la classe Object est une méthode locale, qui exploite directement le flux binaire dans la mémoire, notamment lors de la copie. gros objets, les performances La différence est très évidente.

Un autre avantage de l'utilisation du modèle prototype est qu'il simplifie la création d'objets, rendant la création d'objets aussi simple que copier et coller lors de l'édition d'un document.

En raison des avantages ci-dessus, vous pouvez envisager d'utiliser le modèle prototype lorsque vous devez créer à plusieurs reprises des objets similaires. Par exemple, si vous devez créer un objet dans une boucle, si le processus de création d'objet est complexe ou s'il existe de nombreuses boucles, l'utilisation du modèle prototype peut non seulement simplifier le processus de création, mais également améliorer considérablement les performances globales du système.

Notes sur le modèle de prototype

• La copie d'un objet à l'aide du modèle de prototype n'appellera pas le constructeur de la classe. Comme la copie de l'objet est complétée par l'appel de la méthode clone de la classe Object, elle copie les données directement dans la mémoire, donc le constructeur de la classe n'est pas appelé. Non seulement le code du constructeur ne sera pas exécuté, mais même les autorisations d'accès seront invalides pour le mode prototype. Vous vous souvenez du modèle singleton ? En mode singleton, tant que l'autorisation d'accès du constructeur est définie sur privée, un singleton peut être implémenté. Cependant, la méthode clone ignore directement les autorisations de la méthode constructeur. Par conséquent, le mode singleton est en conflit avec le mode prototype, une attention particulière doit donc être accordée lors de son utilisation.

• Copie approfondie et copie superficielle. La méthode clone de la classe Object copiera uniquement les types de données de base dans l'objet. Les tableaux, les objets conteneurs, les objets de référence, etc. ne seront pas copiés. Si vous souhaitez implémenter la copie complète, vous devez copier séparément le tableau, l'objet conteneur, l'objet de référence, etc. en mode prototype. Par exemple :

public class Prototype implements Cloneable { 
  private ArrayList list = new ArrayList(); 
  public Prototype clone(){ 
    Prototype prototype = null; 
    try{ 
      prototype = (Prototype)superclone(); 
      prototype.list = (ArrayList) this.list.clone(); 
    }catch(CloneNotSupportedException e){ 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    return prototype;  
  } 
}

Étant donné qu'ArrayList n'est pas un type de base, la liste des variables membres ne sera pas copiée. Nous devons implémenter une copie approfondie. Heureusement, de plus, la plupart des classes de conteneurs fournies par Java implémentent l'interface Cloneable. La mise en œuvre de la copie profonde n’est donc pas particulièrement difficile.

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