【设计模式系列】原型模式(十一)

一、什么是原型模式

原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式,它使得一个对象可以复制自身,从而创建一个与自己属性一致的新对象,而无需知晓对象创建的细节。++这种模式允许动态地增加对象的数量,并通过复制现有的对象来提高效率,特别是当直接创建对象的代价较大时++(例如,涉及复杂的初始化过程)。

二、原型模式的角色

  • Prototype(原型角色) :这
    • 是一个抽象类或接口,它声明了一个克隆自身的方法(通常是clone)。在Java中,这通常是通过实现Cloneable接口并覆盖Object类的clone方法来实现的。
  • ConcretePrototype(具体原型角色)
    • 这是Prototype角色的具体实现,它实现了克隆方法,以创建自身的副本。

三、角色模式的典型应用

  1. 实现对象池:在需要频繁创建和销毁对象的场景中,如数据库连接池或线程池,原型模式可以用来快速复制对象,减少创建和销毁的开销。

  2. 深拷贝和浅拷贝:原型模式可以实现对象的深拷贝(复制对象及其所有引用的对象)和浅拷贝(仅复制对象本身),这在需要复制对象图时非常有用。

四、原型模式在Object对象中的应用

以下是原型模式在Object对象中的具体应用:

  1. Cloneable接口

    • Cloneable是一个标记接口,没有任何方法,它用来指示一个类的对象是"可克隆"的。当一个类实现了Cloneable接口,它承诺该类的对象可以被克隆。
  2. Object类的clone()方法

    • Object类中的clone()方法是protected的,这意味着只有该类及其子类可以调用此方法。这个方法返回对象的一个副本,但是默认实现只是简单地返回对象的引用,而不是真正的副本。
  3. 实现克隆

    • 要使用clone()方法来复制对象,子类需要实现Cloneable接口,并重写clone()方法,以提供创建对象副本的具体实现。

以下是一个简单的示例,展示了如何在Java中使用Object类的clone()方法来实现原型模式:

java 复制代码
// 1. 实现Cloneable接口
public class Sheep implements Cloneable {
    private String name;

    public Sheep(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 2. 重写clone()方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

// 使用原型模式
public class PrototypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Sheep original = new Sheep("Original");
            Sheep cloned = (Sheep) original.clone(); // 3. 调用clone()方法
            System.out.println("Original: " + original.getName());
            System.out.println("Cloned: " + cloned.getName());
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个例子中,Sheep类实现了Cloneable接口,并重写了Object类的clone()方法,以创建对象的副本。在main方法中,我们创建了一个Sheep对象,并使用clone()方法来复制这个对象。由于clone()方法是protected的,所以它只能在Sheep类或其子类中被调用。

需要注意的是,Object类的clone()方法只能实现浅拷贝,即只复制对象本身和它的所有成员变量,如果成员变量是引用类型,则复制的是引用,而不是引用对象本身。如果需要实现深拷贝,需要在子类中自定义克隆逻辑。

相关推荐
考虑考虑2 小时前
Jpa使用union all
java·spring boot·后端
用户3721574261353 小时前
Java 实现 Excel 与 TXT 文本高效互转
java
浮游本尊4 小时前
Java学习第22天 - 云原生与容器化
java
渣哥5 小时前
原来 Java 里线程安全集合有这么多种
java
间彧5 小时前
Spring Boot集成Spring Security完整指南
java
间彧6 小时前
Spring Secutiy基本原理及工作流程
java
数据智能老司机6 小时前
精通 Python 设计模式——创建型设计模式
python·设计模式·架构
Java水解7 小时前
JAVA经典面试题附答案(持续更新版)
java·后端·面试
数据智能老司机8 小时前
精通 Python 设计模式——SOLID 原则
python·设计模式·架构
洛小豆9 小时前
在Java中,Integer.parseInt和Integer.valueOf有什么区别
java·后端·面试