原型模式（原型设计模式）详解-mile米乐体育

原型模式的定义与特点

原型模式的优点：

• java 自带的原型模式基于内存二进制流的复制，在性能上比直接 new 一个对象更加优良。
• 可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份，并将其状态保存起来，简化了创建对象的过程，以便在需要的时候使用（例如恢复到历史某一状态），可辅助实现撤销操作。

原型模式的缺点：

• 需要为每一个类都配置一个 clone 方法
• clone 方法位于类的内部，当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违背了开闭原则。
• 当实现深克隆时，需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来会比较麻烦。因此，深克隆、浅克隆需要运用得当。

原型模式的结构与实现

1. 模式的结构

1. 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的接口。
2. 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
3. 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

2. 模式的实现

• 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。

 //具体原型类 class realizetype implements cloneable {     realizetype() {         system.out.println("具体原型创建成功！");     }      public object clone() throws clonenotsupportedexception {         system.out.println("具体原型复制成功！");         return (realizetype) super.clone();     } }  //原型模式的测试类 public class prototypetest {     public static void main(string[] args) throws clonenotsupportedexception {         realizetype obj1 = new realizetype();         realizetype obj2 = (realizetype) obj1.clone();         system.out.println("obj1==obj2?"   (obj1 == obj2));     } }

 具体原型创建成功！ 具体原型复制成功！ obj1==obj2?false

原型模式的应用实例

 import java.awt.*; import javax.swing.*;  class sunwukong extends jpanel implements cloneable {     private static final long serialversionuid = 5543049531872119328l;      public sunwukong() {         jlabel l1 = new jlabel(new imageicon("src/wukong.jpg"));         this.add(l1);     }      public object clone() {         sunwukong w = null;         try {             w = (sunwukong) super.clone();         } catch (clonenotsupportedexception e) {             system.out.println("拷贝悟空失败!");         }         return w;     } }  public class prototypewukong {     public static void main(string[] args) {         jframe jf = new jframe("原型模式测试");         jf.setlayout(new gridlayout(1, 2));         container contentpane = jf.getcontentpane();         sunwukong obj1 = new sunwukong();         contentpane.add(obj1);         sunwukong obj2 = (sunwukong) obj1.clone();         contentpane.add(obj2);         jf.pack();         jf.setvisible(true);         jf.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close);     } }

 public class prototypecitation {     public static void main(string[] args) throws clonenotsupportedexception {         citation obj1 = new citation("张三", "同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。", "韶关学院");         obj1.display();         citation obj2 = (citation) obj1.clone();         obj2.setname("李四");         obj2.display();     } }  //奖状类 class citation implements cloneable {     string name;     string info;     string college;      citation(string name, string info, string college) {         this.name = name;         this.info = info;         this.college = college;         system.out.println("奖状创建成功！");     }      void setname(string name) {         this.name = name;     }      string getname() {         return (this.name);     }      void display() {         system.out.println(name   info   college);     }      public object clone() throws clonenotsupportedexception {         system.out.println("奖状拷贝成功！");         return (citation) super.clone();     } }

 奖状创建成功！ 张三同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。韶关学院 奖状拷贝成功！ 李四同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。韶关学院

原型模式的应用场景

• 对象之间相同或相似，即只是个别的几个属性不同的时候。
• 创建对象成本较大，例如初始化时间长，占用cpu太多，或者占用网络资源太多等，需要优化资源。
• 创建一个对象需要繁琐的数据准备或访问权限等，需要提高性能或者提高安全性。
• 系统中大量使用该类对象，且各个调用者都需要给它的属性重新赋值。

原型模式的扩展

 import java.util.*;  interface shape extends cloneable {     public object clone();    //拷贝      public void countarea();    //计算面积 }  class circle implements shape {     public object clone() {         circle w = null;         try {             w = (circle) super.clone();         } catch (clonenotsupportedexception e) {             system.out.println("拷贝圆失败!");         }         return w;     }      public void countarea() {         int r = 0;         system.out.print("这是一个圆，请输入圆的半径：");         scanner input = new scanner(system.in);         r = input.nextint();         system.out.println("该圆的面积="   3.1415 * r * r   "\n");     } }  class square implements shape {     public object clone() {         square b = null;         try {             b = (square) super.clone();         } catch (clonenotsupportedexception e) {             system.out.println("拷贝正方形失败!");         }         return b;     }      public void countarea() {         int a = 0;         system.out.print("这是一个正方形，请输入它的边长：");         scanner input = new scanner(system.in);         a = input.nextint();         system.out.println("该正方形的面积="   a * a   "\n");     } }  class prototypemanager {     private hashmap ht = new hashmap();      public prototypemanager() {         ht.put("circle", new circle());         ht.put("square", new square());     }      public void addshape(string key, shape obj) {         ht.put(key, obj);     }      public shape getshape(string key) {         shape temp = ht.get(key);         return (shape) temp.clone();     } }  public class prototypeshape {     public static void main(string[] args) {         prototypemanager pm = new prototypemanager();         shape obj1 = (circle) pm.getshape("circle");         obj1.countarea();         shape obj2 = (shape) pm.getshape("square");         obj2.countarea();     } }

 这是一个圆，请输入圆的半径：3 该圆的面积=28.2735  这是一个正方形，请输入它的边长：3 该正方形的面积=9