设计模式——Prototype原型模式

Love The Way You Lie 2022-05-16 08:42 266阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1. 引言
     *  2. 示例程序
     *   *  2.1 类和接口一览表
         *  2.2 UML图
         *  2.3 Product接口
         *  2.4 Manager类
         *  2.5 WhitePrinter类
         *  2.6 BlackPrinter类
         *  2.7 Main类
     *  3. 小结
     *   *  3.1 Prototype（原型）
         *  3.2 ConcretePrototype（具体的原型）
         *  3.3 Client（使用者）
     *  4. 拓展——Java中的clone方法和Clonable接口
     *   *  4.1 调用clone方法的基本要求
         *  4.2 Cloneable接口
         *  4.3 Clone方法进行的是浅复制

## 1. 引言 ##

Prototype原型模式是指根据实例原型、实例模型来生成新的实例。

## 2. 示例程序 ##

### 2.1 类和接口一览表 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>包</th> 
   <th>类名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>framewrok</td> 
   <td>Product</td> 
   <td>声明抽象方法use和createClone的接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>framework</td> 
   <td>Manager</td> 
   <td>调用createClone方法复制实例的类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>MessageBox</td> 
   <td>实现了use和createClone方法，将字符串放入方框中显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>MessageUnderline</td> 
   <td>实现了use和createClone方法，将字符串下方添加一串字符显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>Main</td> 
   <td>测试程序行为的类</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 2.2 UML图 ###

![原型模式][aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL2xpdHRsZS1tb3Rvci91bWwvbWFzdGVyL0Rlc2lnblBhdHRlcm4vUHJvdG90eXBlJUU1JThFJTlGJUU1JTlFJThCJUU2JUE4JUExJUU1JUJDJThGLnBuZw]

### 2.3 Product接口 ###

use定义“使用”的方法。  
createClone方法定义用于复制实例的方法。

/**
     * 继承Cloneable接口
     * @author littlemotor
     * @since  8.18
     */
    public interface Printer extends Cloneable{
      
      public abstract void print();
    }

### 2.4 Manager类 ###

Manager并没有用到别的具体需要复制的类名，保证了与其他类之间的松耦合。

public class Manager {
      private HashMap<String, Printer> printers = new HashMap<>();
      
      public void register(String name, Printer prototype) {
        printers.put(name, prototype);
      }
      
      public Printer create(String protoname) {
        Printer p = (Product) printers.get(protoname);
        return p.clone();
      }
    }

### 2.5 WhitePrinter类 ###

createClone方法用于复制自己，在进行复制时，原来实例中字段的值也会被复制到新的实例中，之所以能够调用clone方法是因为父类中实现了Cloneable接口。  
需要注意的是只有类自己（或他的子类）能够点用clone方法，其他类要求复制时是通过调用封装的createClone方法实现的。

/**
     * 打印白色的字
     * @author littlemotor
     * @since 18.8.18
     */
    
    public class WhitePrinter implements Printer {
      private String content = "white";
      
      public MessageBox(String content) {
        this.content = content;
      }
      
      /**
       * 包围显示
       */
      @Override
      public void print() {
        System.out.println("白色字体：" + content);
      }
    
      @Override
      public Printer clone() {
        Printer p = null;
        try {
          p = (Printer)super.clone();
        } catch(CloneNotSupportedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        return p;
      }
    
    }

### 2.6 BlackPrinter类 ###

这个类的显示方式是在字符串下面加一行指定的字符串

public class BlackPrinter implements Printer {
    
      private String content = "black";
      
      public MessageUnderline(String content) {
        this.content = content;
      }
      
      @Override
      public void use() {
        System.out.println("黑色字体：" + this.content);
      }
    
      @Override
      public Print clone() {
        Product p = null;
        try {
          p = (Printer)super.clone();
        } catch(CloneNotSupportedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        return p;
      }
    
    }

### 2.7 Main类 ###

/**
     * 通过Manager类调用注册在Printer接口下方的不同类的实例 生成新的实例体会原型模式
     * 
     * @author littlemotor
     * @since 18.8.18
     */
    public class Main {
      public static void main(String[] args) {
        //准备
        Manager manager = new Manager();
        Printer whitePrinter = new WhitePrinter("balabala");
        Printer blackPrinter = new BlackPrinter("balabala");
        manager.register("whitePrinter", whitePrinter);
        manager.register("blackPrinter", blackPrinter);
        //生成
        Printer blackPrinter = manager.create("blackPrinter");
        blackPrinter.print();
        Product whitePrinter = manager.create("whitePrinter");
        whitePrinter.print();
      }
    }

## 3. 小结 ##

在类中尽量不要出现别的类名是为了实现组件复用，以达到只有.class文件时也可以复用的目的。  
在Prototype原型模式中有三个角色，分别是

### 3.1 Prototype（原型） ###

Product角色负责定义用于复制现有实例来生成新实例的方法。

### 3.2 ConcretePrototype（具体的原型） ###

ConcretePrototype负责实现复制现有实例并生成新实例的方法。

### 3.3 Client（使用者） ###

由Manager类扮演此角色，Client角色使用复制实例的方法生成新的实例。

## 4. 拓展——Java中的clone方法和Clonable接口 ##

### 4.1 调用clone方法的基本要求 ###

被复制对象的类或父类必须实现java.lang.Clonable接口或其子接口，则可以调用clone方法，clone方法返回值是新复制出的实例（clone方法内部的处理是分配与要复制的实例相同大小的内存空间，接着将要复制的实例中的字段的值复制到所分配的内存空间中去）

### 4.2 Cloneable接口 ###

Cloneable接口被称为标记接口（marker interface），其内部并没有声明任何方法，只是用来标记“可以使用clone方法进行复制”的。

### 4.3 Clone方法进行的是浅复制 ###

clone方法进行的复制只是将被复制实例的字段值直接复制到新的实例中，并没有考虑字段中所保存实例的内容，例如，当字段保存的是数组时，使用clone方法进行复制，只会复制该数组的引用，并不会一一复制数组中的元素。更详细的[深拷贝与浅拷贝的区别][Link 1]请参阅另一篇文章。

[aHR0cHM6Ly9yYXcuZ2l0aHVidXNlcmNvbnRlbnQuY29tL2xpdHRsZS1tb3Rvci91bWwvbWFzdGVyL0Rlc2lnblBhdHRlcm4vUHJvdG90eXBlJUU1JThFJTlGJUU1JTlFJThCJUU2JUE4JUExJUU1JUJDJThGLnBuZw]: /images/20220516/1a61e639a21544fd8d27bcd12c798570.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_39385118/article/details/81808399