设计模式之(二)原型模式Prototype

本文详细介绍了原型模式的概念、应用场景以及其实现方式。通过具体实例展示了如何使用原型模式来提高程序效率,尤其是在创建复杂或耗时的对象时。同时,还讨论了原型模式的优缺点及其在动态环境下的应用。

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一、介绍

原型模式创建型模式的一种,其特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”,这个原型是可定制的。

原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例,因为这种情况下,复制一个已经存在的实例使程序运行更高效;或者创建值相等,只是命名不一样的同类数据。

二、实例

实例的UML图如下:


 

提供一个基本的原型工厂类,定义make方法和传入参数定义:

Java代码   收藏代码
  1. public class PrototypeFactory {        
  2.     AbstractSpoon prototypeSpoon;      
  3.     AbstractFork prototypeFork;      
  4.           
  5.     public PrototypeFactory(AbstractSpoon spoon, AbstractFork fork) {      
  6.        prototypeSpoon = spoon;      
  7.        prototypeFork = fork;      
  8.    }      
  9.           
  10.    public AbstractSpoon makeSpoon() {      
  11.        return (AbstractSpoon)prototypeSpoon.clone();      
  12.    }      
  13.    public AbstractFork makeFork() {      
  14.        return (AbstractFork)prototypeFork.clone();      
  15.    }      
  16. }    

 

定义原型抽象接口AbstractSpoon和原型实际类SoupSpoon,AbstractSpoon类实现了Colneable接口,并重载了clone()方法:

Java代码   收藏代码
  1. public abstract class AbstractSpoon implements Cloneable {        
  2.    String spoonName;       
  3.           
  4.    public void setSpoonName(String spoonName) {      
  5.        this.spoonName = spoonName;      
  6.    }      
  7.    public String getSpoonName() {      
  8.        return this.spoonName;      
  9.    }      
  10.          
  11.    public Object clone() {      
  12.        Object object = null;      
  13.        try {      
  14.            object = super.clone();      
  15.        } catch (CloneNotSupportedException exception) {      
  16.            System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable");      
  17.        }      
  18.        return object;      
  19.    }      
  20. }      
  21.      
  22. public class SoupSpoon extends AbstractSpoon {        
  23.    public SoupSpoon() {      
  24.        setSpoonName("Soup Spoon");      
  25.    }      
  26. }   
 

同样,我们也定义了另外一个Fork方面的原型接口及实际类:

Java代码   收藏代码
  1. public abstract class AbstractFork implements Cloneable      
  2. {        
  3.    String forkName;       
  4.           
  5.    public void setForkName(String forkName) {      
  6.        this.forkName = forkName;      
  7.    }      
  8.    public String getForkName() {      
  9.        return this.forkName;      
  10.    }      
  11.          
  12.    public Object clone()       
  13.    {      
  14.        Object object = null;      
  15.        try {      
  16.            object = super.clone();      
  17.        } catch (CloneNotSupportedException exception) {      
  18.            System.err.println("AbstractFork is not Cloneable");      
  19.        }      
  20.        return object;      
  21.    }         
  22. }      
  23.      
  24. public class SaladFork extends AbstractFork {        
  25.    public SaladFork() {      
  26.        setForkName("Salad Fork");      
  27.    }      
  28. }  

 

看看,在实际工作中,我们如何运用原型模式吧!

Java代码   收藏代码
  1. class TestPrototype {       
  2.    public static void main(String[] args) {      
  3.        System.out.println(      
  4.          "Creating a Prototype Factory with " +       
  5.          " a SoupSpoon and a SaladFork");      
  6.        PrototypeFactory prototypeFactory =       
  7.          new PrototypeFactory(new SoupSpoon(), new SaladFork());      
  8.        AbstractSpoon spoon =       
  9.          prototypeFactory.makeSpoon();      
  10.        AbstractFork fork =       
  11.          prototypeFactory.makeFork();      
  12.        System.out.println("Getting the Spoon and Fork name:");      
  13.        System.out.println("Spoon: " + spoon.getSpoonName() +       
  14.                           ", Fork: " + fork.getForkName());      
  15.        System.out.println(" ");             
  16.        System.out.println("Creating a Prototype Factory " +       
  17.                           "with a SaladSpoon and a SaladFork");      
  18.        prototypeFactory =       
  19.          new PrototypeFactory(new SaladSpoon(), new SaladFork());      
  20.        spoon = prototypeFactory.makeSpoon();      
  21.        fork = prototypeFactory.makeFork();      
  22.        System.out.println("Getting the Spoon and Fork name:");      
  23.        System.out.println("Spoon: " + spoon.getSpoonName() +       
  24.                           ", Fork: " + fork.getForkName());      
  25.     }      
  26. }    

 

  

三、分析

从例子中,我们可以针对原型模式,统计出的以下这些角色:

  • AbstractPrototype 原型接口或抽象类,实现了Cloneable接口,为工厂提供通用的原型接口声明。在该接口类中,重载实现了Cloneable接口的clone()方法。
  • ConcretePrototype 原型实体对象定义类,可以由一个或多个,它也是加工工厂的实际原材料。
  • PrototypeFactory 原型的加工工厂,用来定义原型对象的指定,以及拷贝复制的过程。

实现一个原型模式,需要以下几个关键步骤:
1、定义最基本的原型接口或抽象类AbstractPrototype,这里可以定义一种或多种不同的原型。
2、实现或继承已有的原型接口,定义实体原型对象类AbstractPrototype.
3、创建一个Client性质的类,如通用的PrototypeFactory ,通过原型模式来加工生产实际产品对象。

 

一句话总结原型模式的特点,即:请求一个原型来克隆对象自身。

 

通过给出一个原型对象来指明所要创建的对象的类型,然后用复制这个原型对象的方法创建出更多同类型的对象。原始模型模式允许动态的增加或减少产品类,产品类不需要非得有任何事先确定的等级结构,原始模型模式适用于任何的等级结构。

 

当然,原型模式也有它的缺点。每一个原型的子类都必须实现Clone操作,这可能会很困难。例如,当所考虑的类已经存在时就难以新增Clone操作。当内部包括一些不支持拷贝或由循环引用的对象时,实现克隆可能也会很困难的。

转自http://tailsherry.iteye.com/blog/121580还有一个比较简单的例子:




代码如下:

/** Prototype Class **/
public class Cookie implements Cloneable {
  
   public Object clone()
   {
       try{
           //In an actual implementation of this pattern you would now attach references to
           //the expensive to produce parts from the copies that are held inside the prototype.
           return this.getClass().newInstance();
       }
       catch(InstantiationException e)
       {
          e.printStackTrace();
          return null;
       }
   }
}

/** Concrete Prototypes to clone **/
public class CoconutCookie extends Cookie { }

/** Client Class**/
public class CookieMachine
{

  private Cookie cookie;//cookie必须是可复制的

    public CookieMachine(Cookie cookie) { 
        this.cookie = cookie; 
    } 
    public Cookie makeCookie() { 
      return (Cookie)cookie.clone(); 
    } 
    public Object clone() { } 

    public static void main(String args[]){ 
        Cookie tempCookie =  null; 
        Cookie prot = new CoconutCookie(); 
        CookieMachine cm = new CookieMachine(prot); //设置原型
        for(int i=0; i<100; i++) 
            tempCookie = cm.makeCookie();//通过复制原型返回多个cookie 
    } 
}

四、原型管理器

  原型对象在原型模式中居于核心的地位。一个系统能产生的对象的种类多少,取决于系统中存在多少原型。当一个系统中原型对象较多或数量不固定,需要能动态的增加或删除的时候,我们就需要提供一个注册表机制,让客户能存储、检索和管理可用原型池——这个注册表称为原型管理器。
原型管理器一般是一个关联型存储器,比如哈希表,它包含一些基本操作可以通过关键字来注册、检索、删除原型。


总结

原型模式应用于希望系统独立于产品的创建、表示和构成时,这和工厂模式很类似。事实上,和工厂模式相同的是,原型模式同样对客户隐藏了对象的创建工作,但是,与工厂模式通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是,原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。工厂模式适用于产品种类有限的情况下,当产品数量巨大或需要提供动态产品增删等性能时,使用原型模式具有更强的适应性。
  原型模式适用于以下情况(GoF):
  • 当要实例化的类是在运行时刻指定时,例如,通过动态装载;
  • 为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时;
  • 当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。

<think>首先,用户的问题是关于金仓数据库KingbaseES)中sql_mode配置的作用。根据系统级指令,我需要使用中文回答,确保结构清晰,逐步解决问题。回顾提供的引用:-引用[1]:提到了金仓数据库SQLServer兼容性,但没有直接提到sql_mode。-引用[2]:明确指出sql_mode解决了字符串过长不能自动截断的问题。在mysql模式下,默认开启非严格模式,会对超长字符串进行截断保存,只警告不报错。更改sql_mode可以设置严格模式(如STRICT_ALL_TABLES),这会影响数据的处理行为。-引用[3]:介绍了KSQL命令行工具的使用,但没有涉及sql_mode。-引用[4]:讨论了性能测试方案,与sql_mode无关。所以,关键信息来自引用[2],它描述了sql_mode的作用:控制数据库的严格模式设置,影响数据验证和处理,比如字符串截断。用户的问题是:“我想了解金仓数据库sql_mode配置的作用”,所以我需要基于引用[2]解释sql_mode的作用。结构化回答:1.**引言**:简要介绍sql_mode是什么。2.**作用**:详细解释sql_mode如何影响数据库行为,包括默认模式和严格模式。3.**示例**:从引用[2]中提取例子,说明如何设置和查看sql_mode。4.**相关建议**:如果需要,提供设置建议。5.**生成相关问题**:根据系统指令,在末尾添加相关问题。确保使用正确的LaTeX格式:-行内数学表达式用$...$,但这里可能不需要数学。-独立公式用$$...$$,同样可能不需要。-回答中引用的段落末尾添加引用标识,如[^2]。回答框架:-开头:定义sql_mode。-主体:解释作用,引用引用[2]。-结尾:总结重要性,生成相关问题。相关问题:-根据主题,生成几个相关问题,比如如何设置sql_mode,不同模式的影响等。-格式如示例:§§相关问题§§,然后列出问题。完整回答:-使用中文。-清晰、可靠。</think>### 金仓数据库 sql_mode 配置的作用 在金仓数据库 KingbaseES 中,`sql_mode` 是一个重要的配置参数,它用于控制数据库的 SQL 语法兼容性和数据处理行为。该参数定义了数据库在执行 SQL 语句时的严格程度和兼容规则,类似于 MySQL 中的同名参数。通过调整 `sql_mode`,用户可以灵活地适应不同应用场景的需求,例如在开发测试阶段放宽验证规则以提高容错性,或在生产环境启用严格模式确保数据完整性。下面我将逐步解释其核心作用、工作原理和实际应用。 #### 1. **核心作用:控制数据验证和兼容性** - **默认行为(非严格模式)**:在默认设置下(如金仓数据库的 MySQL 兼容模式),`sql_mode` 通常不包含严格规则(例如 `STRICT_ALL_TABLES`)。这意味着: - 数据库会对某些错误进行自动处理而非中断操作,例如当插入的字符串超出字段长度时,会自动截断多余部分并保存数据,同时仅输出警告信息(不影响事务执行)。这有助于提高应用的容错性,尤其在导入外部数据或处理用户输入时[^2]。 - 支持宽松的 SQL 语法,例如允许在 `GROUP BY` 查询中省略非聚合字段(需配合 `ONLY_FULL_GROUP_BY` 设置)。 - **严格模式(增强数据完整性)**:通过显式设置 `sql_mode` 包含严格规则(如 `STRICT_ALL_TABLES`),数据库会: - 对数据错误执行严格验证,例如字符串过长时直接报错并回滚事务,而非自动截断。这能防止数据意外丢失或损坏,适用于金融、电商等高可靠性场景[^2]。 - 强制遵循标准 SQL 语法,减少歧义行为,提升查询的稳定性和可移植性。 `sql_mode` 的作用本质上是通过切换数据库的“行为模式”,平衡开发便捷性与数据安全性。例如,在兼容 MySQL 的应用迁移金仓数据库时,正确配置 `sql_mode` 可减少代码改动成本。 #### 2. **工作原理和设置方法** - **查看当前模式**:使用 KSQL 命令行工具(金仓的交互客户端)可以快速查看当前 `sql_mode` 值。命令示例如下: ```sql -- 查看当前 sql_mode 设置 SHOW sql_mode; ``` 输出可能类似于 `''`(空值,表示默认非严格模式)或 `'STRICT_ALL_TABLES,ONLY_FULL_GROUP_BY'`(严格模式)[^2][^3]。 - **修改模式**:通过 `SET` 命令动态调整,或在配置文件中永久设置。例如: ```sql -- 启用严格模式(禁止自动截断字符串) SET sql_mode = 'STRICT_ALL_TABLES,ONLY_FULL_GROUP_BY'; ``` 这会将数据库行为切换到严格验证,后续操作中若数据超出限制(如 VARCHAR 字段),会直接抛出错误[^2]。 - **影响范围**:`sql_mode` 是会话级或全局级参数。修改后,会影响所有后续 SQL 操作,包括 INSERT、UPDATE 和 CREATE TABLE 等。但已存在的数据不受历史设置影响。 #### 3. **实际应用场景** - **迁移兼容性**:当应用从 MySQL 迁移金仓数据库时,若原系统依赖非严格行为(如自动截断),保持 `sql_mode` 为空或排除严格规则可减少迁移错误。 - **数据质量控制**:在生产环境中,启用 `STRICT_ALL_TABLES` 能强制开发人员处理边界条件(例如字段长度检查),避免隐蔽的数据问题。引用[2]中的案例显示,此设置解决了字符串过长引发的报错问题。 - **性能与可靠性权衡**:非严格模式可能提升吞吐量(减少验证开销),但严格模式更适合 TPC-C 等 OLTP 测试场景(如引用[4]提到的订单处理),确保事务的 ACID 特性。 #### 4. **最佳实践建议** - **测试阶段**:建议使用默认非严格模式,以便快速迭代和调试。 - **生产环境**:启用严格模式(如包含 `STRICT_ALL_TABLES`),并结合备份策略。同时,检查应用代码是否处理了可能的错误(例如捕获 SQL 异常)。 - **兼容性检查**:金仓数据库支持多种模式(如 SQL Server 兼容模式),需确保 `sql_mode` 与数据库整体兼容设置一致(引用[1]显示可通过 `SHOW database_mode` 查看)。不一致可能导致意外行为。 总之,`sql_mode` 是金仓数据库中一个灵活的“开关”,通过调整其值,用户能优化数据处理的严格性与兼容性。正确配置可显著减少运行时错误,并提升系统可靠性[^2]。如需进一步操作指导,请参考金仓官方文档或使用 KSQL 工具实验[^3]。
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