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原型模式prototype

 
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原型模式定义:
用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象.

原型模式的优点

性能优良

原型模式是在内存二进制流的拷贝,要比直接new一个对象性能好很多,特别是要在一个循环体内产生大量的对象时,原型模式可以更好的体现其优点。

逃避构造函数的约束

这既是它的优点也是缺点,直接在内存中拷贝,构造函数是不会执行的(见"原型模式的注意事项"),优点就是减少了约束,缺点也是减少了约束,双刃剑,需要大家在实际应用时考虑。
原型模式要求对象实现一个可以“克隆”自身的接口,这样就可以通过复制一个实例对象本身来创建一个新的 实例。这样一来,通过原型实例创建新的对象,就不再需要关心这个实例本身的类型,只要实现了克隆自身的方法,就可以通过这个方法来获取新的对象,而无须再 去通过new来创建。

Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。

如何使用?
因为Java中的提供clone()方法来实现对象的克隆,所以Prototype模式实现一下子变得很简单.

前面的几种模式中,我们使用了不同的构造方法(各种Factory或者Builder)去代替或者说掩盖Java语言之中“new”这个操作来创建对象实例。Java中要创建一个新的对象并不一定只能靠“new”这个关键字的,我们还有“clone()”。



在接触原型模式之前,我们先来了解一下克隆一些知识:
1.clone()方法在Java中从Object类开始就具备,并且作为原生(Native)方法出现。它默认是protected的,因此在被子类提升可见性之前,无法被外界使用。

2.所有需要进行克隆操作的类都必须实现Cloneable接口,这个接口与Serializable接口一样,没有任何需要实现的方法,仅仅是作为一个标示。

3.所有数组都实现了Cloneable接口,并且已经提升了clone()方法的可见性至public,换句话说数组对象是可以直接调用clone()方法的。

4.克隆分为浅拷贝和深拷贝两种,浅拷贝的操作基本上可以理解为只拷贝存储于栈中的内容,包括对象中简单类型的数据、指向其他复杂对象的指针等,但是不会将指向的复杂对象也拷贝一次。

package hello;

/**
 * 原型模式
 *
 *
 */
public class ProtocolPattern{
    public static void main(String args[]){
        ColoneProtocol p1 = new ColoneProtocol("HelloWorld!");
        Protocol p2 = (Protocol)p1.Clone();
        System.out.println(p1.getName()+"****"+p2.getName());
        复制出来的对象,内存地址是不一样的。
    }
}
class Protocol implements Cloneable{
    private String name;
    public void setName(String n){
        this.name = n;
    }
    public String getName(){
        return this.name;
    }
  //将protected的clone方法提升至public类型
    public Object Clone(){
        try{
            return super.clone();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}
class ColoneProtocol extends Protocol{
    public ColoneProtocol(String n){
        super.setName(n);
    }
}


   
1.继承对象的属性值:其他的构造模式中,对象具备什么属性值(譬如演示中的Name属性),是由类构造时赋值所决定的,一般来说工厂生产出来的产品属性值都具备一致性。而原型模式生产出来的产品,属性值来源于原型对象而不是类,当前对象的属性值是什么样子,克隆对象的属性值就是什么样子,这点是Prototype模式与其他模式使用场景上最大的差异。

2.运行时修改产品列表:Prototype模式不依赖工厂,只需要拿到实例即可创建新的对象,这点比其他模式更为灵活。

3.绕过对象构造:原型模式生产对象的过程中,本质上讲是一个内存复制的过程,因此它是不会调用对象的构造函数的。

   关于对象的内存地址:
1)一个对象的缺省hashCode()实现就是返回这个对象的类似内存地址,由于存在jvm管理,所以应该得不到真正的对象的内存地址。


2)执行System.out.println(c)时,会调用对象的toString()方法,如果Test中没有覆写,会执行Object中的 toString()方法。
      看看Object中toString的定义就明白了:
  
      public   String   toString()   {
            return   getClass().getName()   +   "@ "   +   Integer.toHexString(hashCode());
      }

Prototype模式中实现起来最困难的地方就是内存复制操作,所幸在Java中提供了clone()方法替我们做了绝大部分事情。在其他语言之中,一种比较简单的方法是可以考虑使用序列化技术(Serilization)来完成对象的复制。
在Java语言中clone()方法完成的是浅拷贝的克隆,如果需要深拷贝,也可以考虑使用序列化来完成,当然这样比起Native的clone()方法来说,效率差了很多,所以更加推荐的方法是针对类中包含的复杂对象情况,重写clone()方法,多次调用父类的clone()来完成,虽然要多写不少代码,但是保证了效率。
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