JAVA设计模式之原型模式

发布时间 2023-07-06 13:48:00作者: 请别耽误我写BUG

设计模式

设计模式(Design Pattern)是前辈们对代码开发经验的总结,是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定,而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。

总体来说设计模式分为三大类:

创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。

结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。

行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

六大原则:

单一职责原则:
不要存在多于一个导致类变更的原因,也就是说每个类应该实现单一的职责,否则就应该把类拆分

里氏替换原则(Liskov Substitution Principle):
子类可以扩展父类的功能,但不能改变父类原有的功能。父类能出现的地方都可以用子类来代替,而且换成子类也不会出现任何错误或异常,而使用者也无需知道是父类还是子类,但反过来则不成立。总之,就是抽象。

依赖倒转原则(Dependence Inversion Principle):
面向接口编程,依赖于抽象而不依赖于具体。写代码时用到具体类时,不与具体类交互,而与具体类的上层接口交互

接口隔离原则(Interface Segregation Principle):
每个接口中不存在子类用不到却必须实现的方法,如果不然,就要将接口拆分。使用多个隔离的接口,比使用单个接口(多个接口方法集合到一个的接口)要好。

迪米特法则(最少知道原则)(Demeter Principle):
一个类对自己依赖的类知道的越少越好。无论被依赖的类多么复杂,都应该将逻辑封装在方法的内部,通过public方法提供给外部。这样当被依赖的类变化时,才能最小的影响该类。
最少知道原则的另一个表达方式是:只与直接的朋友通信。类之间只要有耦合关系,就叫朋友关系。耦合分为依赖、关联、聚合、组合等。我们称出现为成员变量、方法参数、方法返回值中的类为直接朋友。局部变量、临时变量则不是直接的朋友。我们要求陌生的类不要作为局部变量出现在类中。

合成复用原则(Composite Reuse Principle):
尽量首先使用合成/聚合的方式,而不是使用继承。

原型模式

原型模式(Prototype Pattern)是用于创建重复的对象,同时又能保证性能,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。当需要多个数据相同的对象而直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。例如创建多个数据相同的Excel表格对象时不再需要一个一个查询数据,创建的多个属性相同的对象时不需要一个个赋值等等。

原型模式的三个核心角色

  • 抽象原型类:规定了具体原型对象必须实现的clone()方法,一般是指Cloneable接口。
  • 具体原型类:根据业务需求重写抽象原型类的clone()方法,即要被克隆的对象。
  • 访问类:使用具体原型类中的clone()方法来复制新对象。

Java深克隆和浅克隆的使用和区别

使用实例

Person(抽象类,主要用来重写clone方法,为了更好的业务扩展而抽象出来的一层)

public class Person implements Cloneable {
    String name;
    int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public Object clone() {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

Student(继承Person的方法,也可以为了业务自定义其他方法)

public class Student extends Person {
    public Student(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public Student clone() {
        return (Student) super.clone();
    }
}

测试:

public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student("zhangsan", 1);
        Student clone = stu.clone();
        Student clone2 = stu.clone();
        System.out.println(stu);
        System.out.println("name:" + stu.name + ", age:" + stu.age);
        System.out.println(clone);
        System.out.println("name:" + clone.name + ", age:" + clone.age);
        System.out.println(clone2);
        System.out.println("name:" + clone2.name + ", age:" + clone2.age);
    }

结果:(原型stu属性和被复制出的clone、clone2一样,当然因为不是一个对象所以地址不同)

com.*********.Student@816f27d
name:zhangsan, age:1
com.*********.Student@87aac27
name:zhangsan, age:1
com.*********.Student@3e3abc88
name:zhangsan, age:1

总结

优点:

1、操作快捷,新建对象时可以省略许多属性赋值的操作;

2、性能高,Clone方法毕竟时JDK自带的复制操作,性能肯定比new一个对象要高。

缺点:

1、要实现Cloneable接口,重写clone方法;

2、需要对深克隆和浅克隆有清楚的认识和使用,不然使用起来容易埋坑。