原型模式是一种创建型设计模式, 用于创建对象, 而不必指定它们所属的具体类. 它通过复制现有对象 (即原型) 来创建新对象. 原型模式适用于当创建新对象的过程代价较高或复杂时, 通过克隆现有对象来提高性能
原型模式结构
- 原型接口. 声明一个克隆自身的接口
- 具体原型. 实现克隆的具体方法
- 客户端. 通过调用具体原型中的克隆方法来创建新对象
原型模式实现
java
// 原型接口
interface Prototype {
Prototype clone();
}
// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {
private String field;
public ConcretePrototype(String field) {
this.field = field;
}
// 实现克隆方法
@Override
public Prototype clone() {
return new ConcretePrototype(this.field);
}
@Override
public String toString() {
return "ConcretePrototype{" + "field = " + field + '\'' + '}';
}
}
// 客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建原型对象
ConcretePrototype prototype = new ConcretePrototype("prototype");
// 克隆原型对象
ConcretePrototype clone = (ConcretePrototype) prototype.clone();
System.out.println(prototype);
System.out.println(clone);
}
}
在原型模式中, 克隆可以分为浅拷贝和深拷贝
- 浅拷贝: 复制对象时, 只复制对象本身的基本数据类型字段和对象的引用, 而不复制引用对象本身
- 深拷贝: 复制对象时, 不仅复制对象本身的基本数据类型字段和对象的引用, 还复制所有引用对象, 递归地进行复制
下面是深拷贝和浅拷贝的实例
浅拷贝:
java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {
private List<String> list;
public ConcretePrototype() {
this.list = new ArrayList<>();
}
public void addItem(String item) {
this.list.add(item);
}
@Override
public Prototype clone() {
try {
return (ConcretePrototype) super.clone(); // 浅拷贝
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
@Override
public String toString() {
return "ConcretePrototype{" + "list=" + list + '}';
}
}
深拷贝:
java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {
private List<String> list;
public ConcretePrototype() {
this.list = new ArrayList<>();
}
public void addItem(String item) {
this.list.add(item);
}
@Override
public Prototype clone() {
ConcretePrototype clone = new ConcretePrototype();
clone.list = new ArrayList<>(this.list); // 深拷贝
return clone;
}
@Override
public String toString() {
return "ConcretePrototype{" + "list=" + list + '}';
}
}