《JAVA与模式》之原型模式
来源:互联网 发布:魔术蜘蛛软件2.0 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 04:24
在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述原型(Prototype)模式的:
原型模式属于对象的创建模式。通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型,然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。这就是选型模式的用意。
原型模式的结构
原型模式要求对象实现一个可以“克隆”自身的接口,这样就可以通过复制一个实例对象本身来创建一个新的实例。这样一来,通过原型实例创建新的对象,就不再需要关心这个实例本身的类型,只要实现了克隆自身的方法,就可以通过这个方法来获取新的对象,而无须再去通过new来创建。
原型模式有两种表现形式:(1)简单形式、(2)登记形式,这两种表现形式仅仅是原型模式的不同实现。
简单形式的原型模式
这种形式涉及到三个角色:
(1)客户(Client)角色:客户类提出创建对象的请求。
(2)抽象原型(Prototype)角色:这是一个抽象角色,通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
(3)具体原型(Concrete Prototype)角色:被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。
源代码
抽象原型角色
public interface Prototype{ /** * 克隆自身的方法 * @return 一个从自身克隆出来的对象 */ public Object clone();}
具体原型角色
public class ConcretePrototype1 implements Prototype { public Prototype clone(){ //最简单的克隆,新建一个自身对象,由于没有属性就不再复制值了 Prototype prototype = new ConcretePrototype1(); return prototype; }}
public class ConcretePrototype2 implements Prototype { public Prototype clone(){ //最简单的克隆,新建一个自身对象,由于没有属性就不再复制值了 Prototype prototype = new ConcretePrototype2(); return prototype; }}
客户端角色
public class Client { /** * 持有需要使用的原型接口对象 */ private Prototype prototype; /** * 构造方法,传入需要使用的原型接口对象 */ public Client(Prototype prototype){ this.prototype = prototype; } public void operation(Prototype example){ //需要创建原型接口的对象 Prototype copyPrototype = prototype.clone(); }}
登记形式的原型模式
作为原型模式的第二种形式,它多了一个原型管理器(PrototypeManager)角色,该角色的作用是:创建具体原型类的对象,并记录每一个被创建的对象。
源代码
抽象原型角色
public interface Prototype{ public Prototype clone(); public String getName(); public void setName(String name);}
具体原型角色
public class ConcretePrototype1 implements Prototype { private String name; public Prototype clone(){ ConcretePrototype1 prototype = new ConcretePrototype1(); prototype.setName(this.name); return prototype; } public String toString(){ return "Now in Prototype1 , name = " + this.name; } @Override public String getName() { return name; } @Override public void setName(String name) { this.name = name; }}
public class ConcretePrototype2 implements Prototype { private String name; public Prototype clone(){ ConcretePrototype2 prototype = new ConcretePrototype2(); prototype.setName(this.name); return prototype; } public String toString(){ return "Now in Prototype2 , name = " + this.name; } @Override public String getName() { return name; } @Override public void setName(String name) { this.name = name; }}
原型管理器角色保持一个聚集,作为对所有原型对象的登记,这个角色提供必要的方法,供外界增加新的原型对象和取得已经登记过的原型对象。
public class Monkey implements Cloneable { //身高 private int height; //体重 private int weight; //生日 private Date birthDate; //金箍棒 private GoldRingedStaff staff; /** * 构造函数 */ public Monkey(){ this.birthDate = new Date(); this.staff = new GoldRingedStaff(); } /** * 克隆方法 */ public Object clone(){ Monkey temp = null; try { temp = (Monkey) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } finally { return temp; } } public int getHeight() { return height; } public void setHeight(int height) { this.height = height; } public int getWeight() { return weight; } public void setWeight(int weight) { this.weight = weight; } public Date getBirthDate() { return birthDate; } public void setBirthDate(Date birthDate) { this.birthDate = birthDate; } public GoldRingedStaff getStaff() { return staff; } public void setStaff(GoldRingedStaff staff) { this.staff = staff; } }
大圣还持有一个金箍棒的实例,金箍棒类GoldRingedStaff:
public class GoldRingedStaff { private float height = 100.0f; private float diameter = 10.0f; /** * 增长行为,每次调用长度和半径增加一倍 */ public void grow(){ this.diameter *= 2; this.height *= 2; } /** * 缩小行为,每次调用长度和半径减少一半 */ public void shrink(){ this.diameter /= 2; this.height /= 2; }}
当运行TheGreatestSage类时,首先创建大圣本尊对象,而后浅度克隆大圣本尊对象。程序在运行时打印出的信息如下:
可以看出,首先,复制的大圣本尊具有和原始的大圣本尊对象一样的birthDate,而本尊对象不相等,这表明他们二者是克隆关系;其次,复制的大圣本尊所持有的金箍棒和原始的大圣本尊所持有的金箍棒为同一个对象。这表明二者所持有的金箍棒根本是一根,而不是两根。
正如前面所述,继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅克隆。换言之,齐天大圣的所有化身所持有的金箍棒引用全都是指向一个对象的,这与《西游记》中的描写并不一致。要纠正这一点,就需要考虑使用深克隆。
为做到深度克隆,所有需要复制的对象都需要实现java.io.Serializable接口。
孙大圣的源代码:
public class TheGreatestSage { private Monkey monkey = new Monkey(); public void change() throws IOException, ClassNotFoundException{ Monkey copyMonkey = (Monkey)monkey.deepClone(); System.out.println("大圣本尊的生日是:" + monkey.getBirthDate()); System.out.println("克隆的大圣的生日是:" + monkey.getBirthDate()); System.out.println("大圣本尊跟克隆的大圣是否为同一个对象 " + (monkey == copyMonkey)); System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒 跟 克隆的大圣持有的金箍棒是否为同一个对象? " + (monkey.getStaff() == copyMonkey.getStaff())); } public static void main(String[]args) throws IOException, ClassNotFoundException{ TheGreatestSage sage = new TheGreatestSage(); sage.change(); }}
大圣本尊Monkey类里面,有两个克隆方法,一个是clone(),也即浅克隆;另一个是deepClone(),也即深克隆。在深克隆方法里,大圣本尊对象(一个拷贝)被序列化,然后又被反序列化。反序列化的对象就成了一个深克隆的结果。
public class Monkey implements Cloneable,Serializable { //身高 private int height; //体重 private int weight; //生日 private Date birthDate; //金箍棒 private GoldRingedStaff staff; /** * 构造函数 */ public Monkey(){ this.birthDate = new Date(); staff = new GoldRingedStaff(); } /** * 克隆方法 */ public Object clone(){ Monkey temp = null; try { temp = (Monkey) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } finally { return temp; } } public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{ //将对象写到流里 ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); //从流里读回来 ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return ois.readObject(); } public int getHeight() { return height; } public void setHeight(int height) { this.height = height; } public int getWeight() { return weight; } public void setWeight(int weight) { this.weight = weight; } public Date getBirthDate() { return birthDate; } public void setBirthDate(Date birthDate) { this.birthDate = birthDate; } public GoldRingedStaff getStaff() { return staff; } public void setStaff(GoldRingedStaff staff) { this.staff = staff; } }
可以看到,大圣本尊持有一个金箍棒(GoldRingedStaff)的实例。在大圣复制件里面,此金箍棒实例是原大圣本尊对象所持有的金箍棒对象的一个拷贝。在大圣本尊对象被序列化和反序列化时,它所持有的金箍棒对象也同时被序列化和反序列化,这使得复制的大圣的金箍棒和原大圣本尊对象所持有的金箍棒对象是两个独立的对象。
从运行的结果可以看出,大圣的金箍棒和他的身外之身的金箍棒是不同的对象。这是因为使用了深克隆,从而把大圣本尊所引用的对象也都复制了一遍,其中也包括金箍棒。
原型模式的优点
原型模式允许在运行时动态改变具体的实现类型。原型模式可以在运行期间,由客户来注册符合原型接口的实现类型,也可以动态地改变具体的实现类型,看起来接口没有任何变化,但其实运行的已经是另外一个类实例了。因为克隆一个原型就类似于实例化一个类。
原型模式的缺点
原型模式最主要的缺点是每一个类都必须配备一个克隆方法。配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑,这对于全新的类来说不是很难,而对于已经有的类不一定很容易,特别是当一个类引用不支持序列化的间接对象,或者引用含有循环结构的时候。
转自:http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/04/11/2439387.html
- JAVA与模式之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 【转载】《JAVA与模式》之原型模式
- java 之 原型模式
- Java与模式(阎宏著)之原型模式读书笔记
- Java设计模式之原型模式与深浅拷贝
- Java原型模式之基础
- 设计模式之原型模式与实例
- java与模式 原型模式 Prototype
- Java与设计模式(05)--原型模式
- java 设计模式之原型模式Prototype
- Java:设计模式之原型模式(Prototype)
- C代码中如何调用C++ C++中如何调用C
- 【Algothrim】 动态规划实例 (Piggy-Bank)
- 让activity切换有动画效果
- 有关编译器的多行注释问题
- sigaction() 使用
- 《JAVA与模式》之原型模式
- 两种方法扫二维码下载APP,获取IPA安装包
- 关于如何禁止删除SharedPreference的一个尝试
- 数据库操作 mysql
- 时钟信号 SIGALRM ,signal()函数 ,setitimer()函数,pause()函数应用
- 为什么不能再where语句中使用聚合函数
- java nio 之FileChannel
- 【Matlab】连接字符串的方法
- Entity Framework Code First数据库连接