`

原型模式

阅读更多

转:http://www.impeng.org/prototype.html

原型模式(Prototype)属于创建型模式,实现了对象的创建;具体而言,它实现了对象的复制(拷贝)。

关于对象的复制,我们需要考虑以下两个问题:

1.对象实时状态的复制;

2.对象引用成员变量的复制。

如果通过new方式来实例化对象,只能得到对象的初始状态,这显然不行。在Java中,所有类都继承于Object类,而Object有一个clone()方法。通过查看JDK文档,该clone()方法虽然能够实现实时状态的复制(解决了问题1),但是只能实现“浅拷贝”,即只能实现基本数据类型(包含String)的拷贝,不能实现引用数据类型的拷贝,并不能满足原型模式的要求(问题2不能得到解决)。

怎么办?重写类的clone()方法,通过对象的写入写出来实现“深拷贝”和实时状态复制。重写(Override)需要遵循的条件是:方法名,参数列表和父类一致;返回值是父类返回值的子类。重写clone方法完全满足了条件。(无参数,方法名一致,返回的所有类都是Object的子类;当然可以不重写,方法名改用其它,但是不建议。)

 

可以想象,若一个类含有若干个引用数据类型(类),而该引用数据类型(类)中又含有若干个引用数据类型…这样嵌套下去,需要复制的就不是一个类,而是一个“类树”(树结构)。Java通过将对象序列化到文件或内存,底层封装了对类树的遍历和复制过程。这个机制已经封装,我们无需了解。

考虑这样一个应用场景:

一个RPG游戏,英雄类含有两个成员变量:一个是英雄名字,为普通成员变量;一个是英雄属性,为引用成员变量(封装了英雄的状态,如生命值、魔法值)。为了实现对象实时拷贝的高效率,我们选择将对象序列化到内存(不是文件(硬盘))。通过输入输出流实现对象的“深拷贝”。

具体的实现代码如下:

  1. package com.csufox.Prototype;  
  2.  
  3. import java.io.ByteArrayInputStream;  
  4. import java.io.ByteArrayOutputStream;  
  5. import java.io.ObjectInputStream;  
  6. import java.io.ObjectOutputStream;  
  7.  
  8. class Property implements java.io.Serializable{  
  9.     int blood = 100;  //生命值  
  10.     int magic = 100;  //魔法值  
  11. }  
  12.  
  13. class Hero implements java.io.Serializable{ //需要实现序列化接口  
  14.     String name = "英雄";  
  15.     Property property = new Property(); //含有引用成员,需要“深”拷贝  
  16.  
  17.     public Hero clone(){  
  18.         Hero copy = null;  
  19.         try{  
  20.             //实例化ObjectOutputStream,写入字节数组输出流  
  21.             ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
  22.             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);  
  23.             oos.writeObject(this);  
  24.             byte[] data = baos .toByteArray();  //data是字节数组,存储着对象的拷贝  
  25.             //实例化ObjectInputStream,从字节数组输入流中读取对象  
  26.             ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(data);  
  27.             ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);  
  28.             copy = (Hero)ois.readObject();  
  29.         }catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}  
  30.         return copy;  
  31.     }  
  32. }  
  33.  
  34. public class Prototype {  
  35.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  36.         Hero hero = new Hero();  
  37.         hero.property.blood -= 20;  //原英雄状态发生改变,生命值减少20  
  38.         Hero copy = hero.clone();  
  39.         System.out.println(copy.property.blood);  //输出“80”,说明实现了实时拷贝和深拷贝  
  40.     }  

由上述代码可知,原型模式具有以下特点:

  1. 实现Serializable序列化接口;
  2. 在类中重写clone()方法(由Object继承而来);
  3. 通过Java I/0,将对象写入内存,然后再从内存读取(反序列化)。

-EOF-

分享到:
评论

相关推荐

    设计模式之原型模式

    原型模式是设计模式中的一种,它是Java 23种经典设计模式之一,主要用来提高对象创建的效率。在原型模式中,我们通过复制或克隆一个已经存在的对象来创建新的对象,而不是通过构造函数来创建。这种方法尤其适用于当...

    设计模式的原型模式的例子

    原型模式(Prototype Pattern)是软件设计模式中的一种结构型模式,它的主要目的是通过复制已有对象来创建新对象,从而减少创建新对象的成本。在原型模式中,类的实例化过程被替换为对已有实例的克隆操作,尤其适用...

    设计模式之原型模式Java实现和类设计图

    原型模式(Prototype Pattern)是其中一种行为设计模式,主要用于对象创建。它通过复制已有对象来创建新对象,而不是通过传统的构造函数来创建。在Java中,原型模式可以有效地提高性能,特别是在创建复杂对象时。 #...

    android设计模式之原型模式

    本文将深入探讨Android设计模式中的“原型模式”(Prototype Pattern),并结合提供的"prototype"压缩包中的示例代码进行解析。 原型模式是一种创建型设计模式,它的主要思想是通过复制已有对象来创建新对象,而...

    设计模式——原型模式

    原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式,它允许我们通过复制现有的对象来创建新对象,而无需知道具体创建过程的细节。这种模式的核心在于,它提供了一种对象克隆的简便方法,使得对象的创建过程对用户...

    设计模式专题之(五)原型模式---设计模式原型模式示例代码(python--c++)

    原型模式是一种创建型设计模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。在原型模式中,一个对象可以被克隆以创建新对象,而无需知道具体的创建细节。这种模式在需要重复创建相似对象时非常有用,避免了每次创建新对象时都...

    c++20设计模式-第4章-原型模式代码

    原型模式(Prototype Pattern)是其中一种行为设计模式,它允许我们通过复制现有对象来创建新对象,而不是通过传统方式实例化新对象。这一模式尤其适用于创建复杂或昂贵的对象,因为它提供了对象克隆的能力,从而...

    Java 23种设计模式08原型模式.pdf

    ### Java设计模式之原型模式深度解析 #### 模式动机 在面向对象编程的世界里,对象的创建往往伴随着复杂的逻辑处理。特别是在某些场景下,对象的构造过程可能涉及大量资源的消耗,例如数据库连接、文件读写等。在...

    ava常用设计模式-原型模式

    ava常用设计模式-原型模式 原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式,允许通过复制现有对象来创建新对象,而不是通过实例化类来创建新对象。在需要创建大量相似对象时非常有用,它可以避免重复创建对象...

    设计模式之原型模式.docx

    【设计模式之原型模式】 设计模式是软件工程中的一种最佳实践,是对在特定上下文中反复出现的软件设计问题的解决方案。原型模式属于对象创建型模式,它的主要思想是通过复制已有对象来创建新对象,降低了类的实例化...

    C#23种设计模式样例代码和UML图

    C#23种设计模式样例代码和UML图等 创建型模式(抽象工厂模式、工厂方法模式、单例模式、建造者模式、原型模式); 行为型模式(策略模式、 迭代器模式、原型模式、职责链模式、 模板方法、 命令模式、 解释器模式、 ...

    《Java设计模式》课后习题参考答案-刘伟(20180723).pdf

    JDK中许多类和方法都使用了设计模式,这些模式的应用帮助实现了代码的高内聚、低耦合,提高了代码的可维护性和扩展性。下面介绍几种常见的设计模式及其在JDK中的应用实例: a) 抽象工厂模式(AbstractFactory) ...

    Java设计模式-原型模式详解

    Java 设计模式 - 原型模式详解 原型模式是 Java 设计模式之一,它用于创建对象时,指定创建对象的类型,并通过拷贝这些原型创建新的对象。该模式的思想就是将一个对象作为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原...

    前端设计模式大全,包括工厂模式,原型模式,构造器模式等

    本资料集包含了多种重要的前端设计模式,如工厂模式、原型模式和构造器模式,下面将详细阐述这些模式的核心概念和应用。 1. 工厂模式: 工厂模式是一种创建型设计模式,它提供了一种创建对象的最佳方式,通过抽象出...

    Java 经典设计模式讲解以及项目实战

    Java 经典设计模式讲解以及项目实战 设计模式简介:主要介绍各种设计模式的概念和运用场景等 设计模式综合运用:主要是笔者在实际工作中运用到的一些设计模式综合运用事例的提炼 Spring设计模式简介:主要是讲述...

    设计模式_原型模式.zip

    这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。 这种模式是实现了一个原型接口,该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。例如,一个对象需要在一个高...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics