Java 中的原型设计模式 - 《HowToDoInJava 中文系列教程》

原型模式 – 参与者
问题陈述
原型模式示例 – 实现

原文： https://howtodoinjava.com/design-patterns/creational/prototype-design-pattern-in-java/

在构建实际对象之前，原型是任何对象的模板。同样在 Java 中，它具有相同的含义。原型设计模式用于应用需要创建多个类实例的情况，这些实例的状态几乎相同或相差很小。

在这种设计模式中，在启动时会创建一个实际对象的实例（即原型），此后每当需要一个新实例时，都会将该原型克隆为另一个实例。此模式的主要优势是具有最少的实例创建过程，该过程比克隆过程要昂贵得多。

Table of Contents
Design participants
Problem statement
Implementation

请确保您要对原型进行深克隆或浅克隆，因为两者在运行时的行为不同。如果需要深度复制，则可以使用在内存序列化中使用此处给出的良好技术。

原型模式 – 参与者

原型：这是如上所述的实际对象的原型。
原型注册表：用作注册表服务，使所有原型都可以使用简单的字符串参数进行访问。
客户端：客户端将负责使用注册表服务访问原型实例。

问题陈述

让我们通过一个例子来了解这种模式。我正在创建一个娱乐应用，该应用将非常频繁地需要Movie，Album和Show类的实例。我不想每次都创建它们的实例，因为这很昂贵。因此，我将创建他们的原型实例，每当我需要一个新实例时，我都将克隆该原型。

原型模式示例 – 实现

让我们从创建类图开始。

Java 中的原型设计模式 - 图1

上面的类图说明了必要的类及其之间的关系。

解决方案中仅增加了一个接口“PrototypeCapable”。使用此接口的原因是Cloneable接口的损坏行为。该接口有助于实现以下目标：

能够克隆原型而不知道它们的实际类型
提供要在注册表中使用的类型引用

他们的工作流程将如下所示：

Java 中的原型设计模式 - 图2

让我们敲键盘并编写这些类。

PrototypeCapable.java

package com.howtodoinjava.prototypeDemo.contract;
public interface PrototypeCapable extends Cloneable
{
    public PrototypeCapable clone() throws CloneNotSupportedException;
}

Movie.java，Album.java和Show.java

package com.howtodoinjava.prototypeDemo.model;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.contract.PrototypeCapable;
public class Movie implements PrototypeCapable
{
    private String name = null;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public Movie clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("Cloning Movie object..");
        return (Movie) super.clone();
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Movie";
    }
}
public class Album implements PrototypeCapable
{
    private String name = null;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public Album clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("Cloning Album object..");
        return (Album) super.clone();
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Album";
    }
}
public class Show implements PrototypeCapable
{
    private String name = null;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public Show clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("Cloning Show object..");
        return (Show) super.clone();
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Show";
    }
}

PrototypeFactory.java

package com.howtodoinjava.prototypeDemo.factory;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.contract.PrototypeCapable;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.model.Album;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.model.Movie;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.model.Show;
public class PrototypeFactory
{
    public static class ModelType
    {
        public static final String MOVIE = "movie";
        public static final String ALBUM = "album";
        public static final String SHOW = "show";
    }
    private static java.util.Map<String , PrototypeCapable> prototypes = new java.util.HashMap<String , PrototypeCapable>();
    static
    {
        prototypes.put(ModelType.MOVIE, new Movie());
        prototypes.put(ModelType.ALBUM, new Album());
        prototypes.put(ModelType.SHOW, new Show());
    }
    public static PrototypeCapable getInstance(final String s) throws CloneNotSupportedException {
        return ((PrototypeCapable) prototypes.get(s)).clone();
    }
}

TestPrototypePattern

package com.howtodoinjava.prototypeDemo.client;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.factory.PrototypeFactory;
import com.howtodoinjava.prototypeDemo.factory.PrototypeFactory.ModelType;
public class TestPrototypePattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            String moviePrototype  = PrototypeFactory.getInstance(ModelType.MOVIE).toString();
            System.out.println(moviePrototype);
            String albumPrototype  = PrototypeFactory.getInstance(ModelType.ALBUM).toString();
            System.out.println(albumPrototype);
            String showPrototype  = PrototypeFactory.getInstance(ModelType.SHOW).toString();
            System.out.println(showPrototype);
        }
        catch (CloneNotSupportedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行客户端代码时，输出如下。

Cloning Movie object..
Movie
Cloning Album object..
Album
Cloning Show object..
Show

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