图解设计模式 - Prototype 模式

最新推荐文章于 2023-06-24 23:29:53 发布

wujunyucg

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分类专栏：读书笔记图解设计模式文章标签：设计模式读书笔记 prototype 原型模式 clone

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wujunyucg/article/details/78648481

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图解设计模式

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本文详细介绍了原型模式的概念及其应用场景，通过具体实例展示了如何利用Prototype模式简化对象创建过程，并提供了完整的代码实现。

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读书笔记仅供参考

Prototype 模式

有时会出现“在不指定类名的前提下生成实例”的情况，就是根据实例生成实例，这就是原型模式。
以下情况需要使用原型模式

对象种类繁多，无法将它们整合到一个类中

需要处理的对象太多，如果将它们分别作为一个类，必须要编写许多个类。

难以根据类生产实例

生成实例的过程太过复杂，很难根据类来生成实例，所以需要通过复制来生成新的实例。

想解耦框架与生成的实例

想要生成实例的框架不依赖于具体的类，需要事先“注册”一个“原型”实例，然后复制。（例子中使用了这种方式）

UML 和角色

这里写图片描述

Prototype

负责定义用于复制现有实例来生成新实例的方法

ConcretePrototype

负责实现复制现有实例并生成新实例的方法

Client

负责使用复制实例的方法生成新的实例

例子

例子程序是编写使用多种方式显示文字，例如将字符串放入方框或加上下换线。
Product 接口属于 Prototype 角色，MessageBox 和 UnderlinePen 实现 Product，属于 ConcreteProduct 角色。Manager 类属于 Client 角色。

public interface Product extends Cloneable{
    void use(String s);
    //复制实例的方法
    Product createClone();
}

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;
        //使用 clone 方法必须继承 Cloneable 接口，否则会抛出异常。
        try {
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

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;
        //使用 clone 方法必须继承 Cloneable 接口，否则会抛出异常。
        try {
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

public class Manager {
    private Map<String, Product> showccase = new HashMap<>();
    public void register(String name, Product proto) {
        showccase.put(name, proto);
    }

    public Product create(String protoName) {
        Product p = (Product) showccase.get(protoName);
        return p.createClone();
    }
}

测试代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //准备
        Manager manager = new Manager();
        UnderlinePen underlinePen = new UnderlinePen('~');
        MessageBox mbox = new MessageBox('*');
        MessageBox sbox = new MessageBox('/');
        manager.register("strong message", underlinePen);
        manager.register("warning box", mbox);
        manager.register("slash box", sbox);

        //生成
        Product p1 = manager.create("strong message");
        Product p2 = manager.create("warning box");
        Product p3 = manager.create("slash box");
        p1.use("Hello, world.");
        p2.use("Hello, world.");
        p3.use("Hello, world.");

    }
}

结果
这里写图片描述

UML
这里写图片描述

clone

这里产生新的对象使用了 clone 方法，但是 clone 方法只是浅拷贝，虽然可以重写 clone 方法来实现深拷贝，但是使用 clone 方法是十分危险和麻烦的一件事。详情：http://blog.youkuaiyun.com/wujunyucg/article/details/78524195