聊聊Prototype模式吧

秒速五厘米 2024-03-23 12:22 72阅读 0赞

## Prototype模式 ##

在JAVA中通常通过new关键字生成实例。像这样使用new来生成实例时，必须指定类名。但有时需要根据现有情况下来生成新的实例。

1.  **对象种类繁多，无法将他们整合到一个类中**
    
    需要处理的对象太多，如果分别作为一个类，必须编写很多个类文件。
2.  **难以根据类生成实例**
    
    生成实例的过程太复杂，很难根据类来生成实例。
3.  **解耦框架与生成的实例**
    
    生成实例的框架不依赖具体的类。

### 事例程序 ###

> 类和接口一览表

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名字</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Product</td> 
   <td>声明抽象方法use和createClone的接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Manager</td> 
   <td>调用createClone方法复制实例的类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MessageBox</td> 
   <td>实现use和createClone</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnderlinePen</td> 
   <td>实现use和createClone</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Main</td> 
   <td>测试程序</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

虽然Manager类会调用createClone方法，但对拘役要复制哪一个类一无所知。不过们只要实现了product接口的类，调用它的createClone方法就可复制出新的实例。

MessageBox和UnderlinePen类是两个实现了Product接口的类。只要事先将两个类注册到manager中就可以随时复制新的实例。

> 类图

![format_png][]

### 代码清单 ###

> Product接口

product接口是复制功能的接口，继承了**java.lang.Cloneable**。 use方法是使用的方法，具体使用交给子类。 createClone方法用于复制实例的方法。

public interface Product extends Cloneable{
    
        public abstract void use(String s);
        public abstract Product createClone();
    }
    复制代码

> Manager类

Manager类使用product接口来复制实例。 showCase保存“名字”和“实例”之间的对应关系。 register会将收到的名字和product接口注册到showcase中。这里的product具体什么类型是不知道的，但有一点可以确认，它肯定是实现了product接口的类的实例。 在product和manager中没有出现messageBox和underlinePen，这就意味着魔门可以独立修改product和manager。**一旦使用了别的类，就意味着该类与其他类精密的耦合在一起了。** product是连接manager与其他具体类的桥梁。

public class Manager {
        private HashMap<String, Product> showCase = new HashMap<>();
    
        public void register(String name, Product proto) {
            showCase.put(name, proto);
        }
    
        public Product create(String protoName) {
            Product product = showCase.get(protoName);
            return product.createClone();
        }
    }
    复制代码

> MessageBox类

use使用效果如下：

***************
    * Hello,world *
    ***************
    复制代码

createClone方法用于复制自己。它内部调用的clone方法是JAVA定义的方法，用于复制自己。该类实现了Clonable接口我们才能调用这个方法，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。因为MessageBox实现了Product，而Product继承了Clonable，所以不会抛异常。**需要注意的是：** Clonable本身并没有定义深任何方法，只是告诉程序可以调用clone方法。

当其它类要求复制实例时，必须调用createClone这样的方法，然后在内部调用clone方法。

@Data
    public class MessageBox implements Product {
        private char decoChar;
    
        public MessageBox(char decoChar) {
            this.decoChar = decoChar;
        }
    
        @Override
        public void use(String s) {
            int length = s.getBytes().length;
            for (int i = 0; i < length + 4; i++) {
                System.out.print(decoChar);
            }
            System.out.println("");
            System.out.println(decoChar+" "+s+" "+decoChar);
            for (int i = 0; i < length+4; i++) {
                System.out.print(decoChar);
            }
            System.out.println("");
        }
    
        @Override
        public Product createClone() {
            Product p =null;
    
            try {
                p =(Product) this.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return p;
        }
    }
    复制代码

> UnderlinePen类

use方法：

"Hello,world"
     ~~~~~~~~~~~
    复制代码

@Data
    public class UnderLinePen implements Product {
        private char ulChar;
    
        public UnderLinePen(char ulChar) {
            this.ulChar = ulChar;
        }
    
        @Override
        public void use(String s) {
            int length = s.getBytes().length;
            System.out.println(""" + s + """);
            System.out.print(" ");
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                System.out.print(ulChar);
            }
            System.out.println("");
        }
    
        @Override
        public Product createClone() {
            Product p = null;
    
            try {
                p = (Product) this.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return p;
        }
    }
    
    复制代码

> Main类

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            //准备
            Manager manager = new Manager();
            UnderLinePen upen = new UnderLinePen('~');
            MessageBox mbox = new MessageBox('*');
            MessageBox sbox = new MessageBox('/');
            manager.register("strong message", upen);
            manager.register("warning box", mbox);
            manager.register("slash box", sbox);
    
            //生成
            Product p1 = manager.create("strong message");
            p1.use("Hello,world");
            Product p2 = manager.create("warning box");
            p2.use("Hello,world");
            Product p3 = manager.create("slash box");
            p3.use("Hello,world");
        }
    }
    复制代码

结果：

"Hello,world"
     ~~~~~~~~~~~
    ***************
    * Hello,world *
    ***************
    ///
    / Hello,world /
    ///
    复制代码

### 登场角色 ###

*  原型
    
    负责定义用于复制现有实例来生成新势力的方法。----product
 *  具体原型
    
    负责实现复制现有实例并生成新实例的方法。----MessageBox和UnderlinePen
 *  使用者
    
    负责使用复制方法生成新实例。----Manager

#### 扩展 ####

> 浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
> 
> 深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

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