原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式,它允许你复制已有对象而无需使代码依赖它们所属的类。通常用于当创建对象的代价较高时,使用原型模式可以快速生成新对象。
以下是一个使用 Java 实现原型模式的示例:
示例:图形克隆
假设你正在开发一个图形编辑器,它允许用户绘制不同形状的图形(如圆形、矩形),并且你希望用户能够复制这些图形。
代码实现
- 创建
Shape
抽象类:定义基本的图形属性和克隆方法。
java
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getType() {
return type;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
@Override
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
- 创建具体的图形类:如圆形和矩形。
java
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle() {
type = "Rectangle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Rectangle");
}
}
public class Circle extends Shape {
public Circle() {
type = "Circle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a Circle");
}
}
- 创建
ShapeCache
类:用于存储和管理图形的原型对象。
java
import java.util.Hashtable;
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape) cachedShape.clone();
}
// 模拟数据库的查询过程
public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(), circle);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setId("2");
shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);
}
}
- 客户端代码:从缓存中获取并克隆图形对象。
java
public class PrototypePatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 加载缓存中的图形
ShapeCache.loadCache();
// 获取克隆的对象
Shape clonedShape1 = ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape : " + clonedShape1.getType());
clonedShape1.draw();
Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());
clonedShape2.draw();
}
}
输出结果
plaintext
Shape : Circle
Drawing a Circle
Shape : Rectangle
Drawing a Rectangle
解释
在这个示例中,Shape
是一个抽象类,它实现了 Cloneable
接口,允许它的子类被克隆。Rectangle
和 Circle
是 Shape
的具体实现类。ShapeCache
类负责存储这些图形对象,并在需要时返回它们的克隆。
客户端通过调用 ShapeCache.getShape()
来获取图形的克隆,而不需要关心图形的具体实现或创建过程,这使得对象的复制过程更加简单和高效。