设计模式——原型模式
目录
- 设计模式——原型模式
- 介绍
- 实现
- 总结
介绍
原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，它通过复制现有的实例来创建新的对象，而不是通过 new 操作符来创建对象。原型模式的核心思想是通过“复制”已有对象来创建新对象，而不是从头开始构建。这样能够提高系统的性能，尤其是在需要创建多个相似对象时，可以通过克隆现有对象来减少创建的成本。
实现
原型模式的结构
- 抽象原型类（Prototype）：定义一个接口，声明克隆自身的方法，一般是
clone()方法。 - 具体原型类（ConcretePrototype）：实现
Prototype接口并且提供克隆自身的功能。 - 客户端（Client）：使用
Prototype来获取新对象，而无需直接创建对象。
工作流程
- 创建原型：首先创建一个“原型”对象，这是你希望克隆的对象。
- 克隆原型：通过调用
clone()方法，创建一个原型的副本。 - 使用克隆对象：获得克隆对象并进行操作，原型模式会保证新对象与原对象的相似性。
示例代码：
Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。
实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类
public class Model implements Cloneable {public Model() {System.out.println("具体的原型对象创建完成！");}@Overrideprotected Model clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("具体原型复制成功！");return (Model) super.clone();}
}
测试代码：
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Model model=new Model();Model clone = model.clone();System.out.println(model==clone);
}
看到输出结果为
可见，其底层并不是直接通过调用构造函数来实现对象的克隆
原型模式的优缺点
优点
- 性能优化：在需要大量创建相似对象的情况下，原型模式可以避免重复创建对象，减少性能开销。
- 避免重复代码：通过克隆原型对象，可以避免重复的代码，因为不需要重新实例化对象。
- 灵活性：原型模式让你可以根据已有对象的状态来创建新对象，而不需要依赖于复杂的构造函数。
缺点
- 复杂性增加：如果对象的构建过程过于复杂，或者对象之间存在较多的依赖关系，使用原型模式可能导致代码结构复杂化。
- 克隆深度问题：如果对象中包含引用类型的成员变量，简单的浅拷贝（
clone()方法通常是浅拷贝）可能会导致引用共享问题，从而影响系统的稳定性。 - 依赖于
clone()方法：要求所有类都实现clone()方法，这在某些情况下可能不方便。
补充一下 浅拷贝与深拷贝：
浅拷贝：拷贝对象时，原对象和新对象中的引用类型成员变量指向同一个内存地址（引用共享）
深拷贝：拷贝对象时，原对象和新对象中的引用类型成员变量指向不同的内存地址，即完全复制对象的所有成员
简单解释一下：
浅拷贝，对于基本数据类型直接进行拷贝，而对于引用数据类型，直接拷贝原来该引用数据类型对应对象的内存地址，并不是重新创建一个新对象
深拷贝，对于基本数据类型直接进行拷贝，而对于引用数据类型，重新开辟内存空间并实例化一个新对象，总的来说深拷贝就是完全复制对象的所有成员
原型模式使用场景
原型模式适用于以下情况：
- 创建对象代价较大：当创建一个对象非常复杂或者消耗大量资源时，使用已有的对象进行克隆可以大大提高效率。
- 需要大量相似对象：如果需要创建的对象有很多相似的部分，可以通过原型模式来进行克隆。
- 对象初始化时带有复杂状态：某些对象初始化时可能需要进行繁杂的计算或从外部资源加载数据，原型模式可以通过克隆来避免重复的初始化过程。
总结
原型模式通过提供一种原型实例，并通过克隆来创建新对象，避免了多次创建相似对象的过程。它能够提高系统的性能，尤其是在对象创建成本较高或相似对象较多时。
不过在使用的时候一定要注意浅克隆和深克隆的问题。