Java設計模式中關於原型模式的具體分析

這篇文章主要介紹了設計模式之原型模式，小編覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟著小編過來看看吧

定義：用原型實例指定建立物件的種類，並透過拷貝這些原型建立新的物件。

類型：建立類別模式

#類別圖：

#原型模式主要用於物件的複製，它的核心是就是類別圖中的原型類別Prototype。 Prototype類別需要具備以下兩個條件：

• 實作Cloneable介面。在java語言有一個Cloneable接口，它的作用只有一個，就是在運行時通知虛擬機可以安全地在實現了此接口的類上使用clone方法。在java虛擬機器中，只有實作了這個介面的類別才可以被拷貝，否則在執行時會拋出CloneNotSupportedException異常。

• 重寫Object類別中的clone方法。在 Java中，所有類別的父類別都是Object類，Object類別中有一個clone方法，作用是返回物件的一個拷貝，但是其作用域protected類型的，一般的類別無法調用，因此，Prototype類別需要將clone方法的作用域修改為public型別。

原型模式是一種比較簡單的模式，也非常容易理解，實作一個接口，重寫一個方法即完成了原型模式。在實際應用中，原型模式很少單獨出現。常與其他模式混用，他的原型類別Prototype也常用抽象類別來取代。

實作程式碼：

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(); 
    } 
  } 
}

原型模式的優點及適用場景

使用原型模式建立物件比直接new一個物件在效能上要好的多，因為Object類別的clone方法是一個本地方法，它直接操作記憶體中的二進位流，特別是複製大物件時，效能的差別非常明顯。

使用原型模式的另一個好處是簡化物件的創建，使得創建物件就像我們在編輯文件時的複製貼上一樣簡單。

因為上述優點，所以在需要重複地建立相似物件時可以考慮使用原型模式。例如需要在一個循環體內創建對象，如果對象創建過程比較複雜或者循環次數很多的話，使用原型模式不但可以簡化創建過程，而且可以使系統的整體性能提高很多。

原型模式的注意事項

• #使用原型模式複製物件不會呼叫類別的建構方法。因為物件的複製是透過呼叫Object類別的clone方法來完成的，它直接在記憶體中複製數據，因此不會呼叫到類別的建構方法。不但構造方法中的程式碼不會執行，甚至連存取權限都對原型模式無效。還記得單例模式嗎？在單例模式中，只要將建構方法的存取權限設定為private型，就可以實作單例。但是clone方法直接無視構造方法的權限，所以，單例模式與原型模式是衝突的，使用時要特別注意。

• 深拷貝與淺拷貝。 Object類別的clone方法只會拷貝物件中的基本的資料類型，對於陣列、容器物件、引用物件等都不會拷貝，這就是淺拷貝。如果要實現深拷貝，必須將原型模式中的陣列、容器物件、引用物件等另行拷貝。例如：

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;  
  } 
}

由於ArrayList不是基本型，所以成員變數list，不會被拷貝，需要我們自己實作深拷貝，幸運的是Java提供的大部分的容器類別都實作了Cloneable介面。所以實現深拷貝並不是特別困難。

以上是Java設計模式中關於原型模式的具體分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！