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原型模式及簡單Java案例程式碼實現

說明:本文是《大話設計模式》的學習記錄及結合網上相關資訊編寫,原書程式碼例子採用C#編寫,本文采用Java稍加改寫。如有不當,歡迎指正,共同進步。

1.原型方法模式概述:

      原型模式(Pattern:Prototype)屬於建立型模式。即用原型例項制定建立物件的種類,並且通過拷貝這些原型建立新的物件。其工作原理是:通過將一個原型物件傳給那個要發動建立的物件,這個要發動建立的物件通過請求原型物件拷貝它們自己來實施建立。

2.原型方法模式的角色及其職責:

(1)客戶角色[Client]:客戶類提出建立物件的請求。
(2)抽象原型角色[Abstract Prototype]:這是一個抽象角色,通常由一個java介面或java抽象類實現,此角色給出所有的具體原型類所需的介面。
(3)具體原型角色[Concrete Prototype]:被複制的物件,此角色需要實現抽象的原型角色所要求的介面。

3.UML類圖:

(1)UML類圖:


4.Java案例程式碼:

(1)具體原型角色:

public class Resume implements Cloneable {
    private String name;
    private String birthday;
    private String sex;
    private String school;
    private String timeArea;
    private String company;
    
    /**
     * 建構函式:初始化簡歷賦值姓名
     */
    public Resume(String name){
        this.name = name;
    }
    
    /**
     * @desc 設定個人基本資訊
     * @param birthday 生日
     * @param sex 性別
     * @param school 畢業學校
     * @return void
     */
    public void setPersonInfo(String birthday,String sex,String school){
        this.birthday = birthday;
        this.sex = sex;
        this.school = school;
    }
    
    /**
     * @desc 設定工作經歷
     * @param timeArea 工作年限
     * @param company 所在公司
     * @return void
     */
    public void setWorkExperience(String timeArea,String company){
        this.timeArea = timeArea;
        this.company = company;
    }
    
    /**
     * 克隆該例項
     */
    public Object clone(){
        Resume resume = null;
        try {
            resume = (Resume) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return resume;
    }
    
    public void display(){
        System.out.println("姓名:" + name);
        System.out.println("生日:" + birthday + ",性別:" + sex + ",畢業學校:" + school);
        System.out.println("工作年限:" + timeArea + ",公司:" + company);
    }

}

(2)客戶端測試程式碼:

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        //原型A物件
        Resume a = new Resume("小李子");
        a.setPersonInfo("2.16", "男", "XX大學");
        a.setWorkExperience("2012.09.05", "XX科技有限公司");
        
        //克隆B物件
        Resume b = (Resume) a.clone();
        
        //輸出A和B物件
        System.out.println("----------------A--------------");
        a.display();
        System.out.println("----------------B--------------");
        b.display();
        
        /*
         * 測試A==B?
         * 對任何的物件x,都有x.clone() !=x,即克隆物件與原物件不是同一個物件
         */
        System.out.print("A==B?");
        System.out.println( a == b);
        
        /*
         * 對任何的物件x,都有x.clone().getClass()==x.getClass(),即克隆物件與原物件的型別一樣。
         */
        System.out.print("A.getClass()==B.getClass()?");
        System.out.println(a.getClass() == b.getClass());
    }
}

(3)客戶端測試程式碼結果:


5.原型模式的優缺點及使用場景:
 
(1)優點:
①如果建立新的物件比較複雜時,可以利用原型模式簡化物件的建立過程,同時也能夠提高效率。
②可以使用深克隆保持物件的狀態。
③原型模式提供了簡化的建立結構。

(2)缺點:
①需要為每一個類配備一個克隆方法,而且這個克隆方法需要對類的功能進行通盤考慮,這對全新的類來說不是很難,但對已有的類進行改造時,不一定是件容易的事,必須修改其原始碼,違背了“開閉原則”。

(3)應用場景:
①如果建立新物件成本較大,我們可以利用已有的物件進行復制來獲得。

②如果系統要儲存物件的狀態,而物件的狀態變化很小,或者物件本身佔記憶體不大的時候,也可以使用原型模式配合備忘錄模式來應用。相反,如果物件的狀態變化很大,或者物件佔用的記憶體很大,那麼採用狀態模式會比原型模式更好。