您當前位置：首頁 > php開源 > php教程 > 設計模式(創建型)之原型模式(Prototype Pattern)

設計模式(創建型)之原型模式(Prototype Pattern)

來源：程序員人生發布時間：2015-05-05 08:28:56 閱讀次數：2491次

PS1句：終究還是選擇CSDN來整理發表這幾年的知識點，該文章平行遷移到CSDN。由于CSDN也支持MarkDown語法了，牛逼啊！

【工匠若水 http://blog.csdn.net/yanbober】瀏覽前1篇《設計模式(創建型)之建造者模式(Builder Pattern)》 http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/45338041

概述

要理解原型原型模式必須先理解Java里的淺復制和深復制。有的地方，復制也叫做克隆。Java提供這兩種克隆方式。由于Java中的提供clone()方法來實現對象的克隆,所以Prototype模式實現1下子變得很簡單。

淺克隆：被克隆對象的所有變量都含有與原來的對象相同的值，而它所有的對其他對象的援用都依然指向原來的對象。換1種說法就是淺克隆僅僅克隆所斟酌的對象，而不克隆它所援用的對象。

深克隆：被克隆對象的所有變量都含有與原來的對象相同的值，但它所有的對其他對象的援用不再是原本的，而這是指向被復制過的新對象。換言之，深復制把要復制的對象的所有援用的對象都復制了1遍，這類叫做間接復制。

克隆必須滿足的條件：

對任何的對象obj，都有obj.clone() != obj，即克隆對象與原對象不是同1個對象。
對任何的對象obj，都有obj.clone().getClass() == obj.getClass()，即克隆對象與原對象的類型是1樣的。
如果對象obj的equals()方法定義恰當的話，那末obj.clone().equals(obj)應當是成立的。

在java中實現clone()應當滿足以上3個條件（前兩個是必須的，第3個是推薦但不強迫的）。

核心

概念： 使用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這些原型創建新的對象。原型模式是1種對象創建型模式。

重點： 原型模式結構重要核心模塊：

實現Cloneable接口

在java語言有1個Cloneable接口，它的作用只有1個，就是在運行時通知虛擬機可以安全地在實現了此接口的類上使用clone方法。在java虛擬機中，只有實現了這個接口的類才可以被拷貝，否則在運行時會拋出CloneNotSupportedException異常。

重寫Object類中的clone方法

Java中，所有類的父類都是Object類，Object類中有1個clone方法，作用是返回對象的1個拷貝，但是其作用域protected類型的，1般的類沒法調用，因此，Prototype類需要將clone方法的作用域修改成public類型。

使用處景

創建新對象本錢較大（如初始化需要占用較長的時間，占用太多的CPU資源或網絡資源），新的對象可以通過原型模式對已有對象進行復制來取得，如果是類似對象，則可以對其成員變量稍作修改。

如果系統要保存對象的狀態，而對象的狀態變化很小，或對象本身占用內存較少時，可使用原型模式配合備忘錄模式來實現。

需要避免使用分層次的工廠類來創建分層次的對象，并且類的實例對象只有1個或很少的幾個組合狀態，通過復制原型對象得到新實例可能比使用構造函數創建1個新實例更加方便。

程序猿實例

package yanbober.github.io;
//實現Cloneable接口,重寫Object類中的clone方法
class MonkeyPrototype implements Cloneable {
    @Override
    protected MonkeyPrototype clone() throws CloneNotSupportedException {
        MonkeyPrototype monkeyPrototype = (MonkeyPrototype) super.clone();
        return monkeyPrototype;
    }
}
//原型模式實現類
class ConcreteMonkeyPrototype extends MonkeyPrototype {
    public void printHasCode() {
        System.out.println("ConcreteMonkeyPrototype hascode="+this.hashCode());
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteMonkeyPrototype type = new ConcreteMonkeyPrototype();
        type.printHasCode();
        for (int index=0; index<5; index++) {
            try {
                ConcreteMonkeyPrototype clone = (ConcreteMonkeyPrototype) type.clone();
                clone.printHasCode();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

運行結果：
ConcreteMonkeyPrototype hascode=356573597
ConcreteMonkeyPrototype hascode=1735600054
ConcreteMonkeyPrototype hascode=21685669
ConcreteMonkeyPrototype hascode=2133927002
ConcreteMonkeyPrototype hascode=1836019240
ConcreteMonkeyPrototype hascode=325040804

注意事項

使用原型模式復制對象不會調用類的構造方法

由于對象的復制是通過調用Object類的clone方法來完成的，它直接在內存中復制數據，因此不會調用到類的構造方法。不但構造方法中的代碼不會履行，乃至連訪問權限都對原型模式無效。還記得單例模式嗎？單例模式中，只要將構造方法的訪問權限設置為private型，就能夠實現單例。但是clone方法直接疏忽構造方法的權限，所以，單例模式與原型模式是沖突的，在使用時要特別注意。

總結1把

原型模式優點以下：

當創建新的對象實例較為復雜時，可以簡化對象創建進程，通過復制1個已有實例可以提高實例的創建效力。
擴大性較好，原型模式中提供了抽象原型類，在客戶端可以針對抽象原型類進行編程。
原型模式提供了簡化的創建結構，工廠方法模式常常需要有1個與產品類等級結構相同的工廠等級結構，而原型模式就不需要這樣，原型模式中產品的復制是通過封裝在原型類中的克隆方法實現的，不必專門的工廠類來創建產品。
可使用深克隆的方式保存對象的狀態，使用原型模式將對象復制1份并將其狀態保存起來，以便在需要的時候使用（如恢復到某1歷史狀態），可輔助實現撤消操作。

原型模式缺點以下：