设计模式——创建型模式之原型模式（二）

时间：2019-11-11 23:04:54 阅读：109 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：java cheng 创建过程 als 姓名 prototype nta 使用 interface

原型模式的定义与特点

　　原型（Prototype）模式的定义如下：用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。在这里，原型实例指定了要创建的对象的种类。用这种方式创建对象非常高效，根本无须知道对象创建的细节。例如，Windows 操作系统的安装通常较耗时，如果复制就快了很多。在生活中复制的例子非常多，这里不一一列举了。

原型模式的结构与实现

　　由于 Java 提供了对象的 clone() 方法，所以用 Java 实现原型模式很简单。

1. 模式的结构

　　原型模式包含以下主要角色。

1. 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的接口。
2. 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
3. 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

　　其结构图如图 1 所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1 原型模式的结构图

2. 模式的实现

　　原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆，Java 中的 Object 类提供了浅克隆的 clone() 方法，具体原型类只要实现 Cloneable 接口就可实现对象的浅克隆，这里的 Cloneable 接口就是抽象原型类。其代码如下：

//具体原型类
class Realizetype implements Cloneable{
　　Realizetype(){
　　　　System.out.println("具体原型创建成功！");
　　}
　　public Object clone() throws CloneNotSupportedException{
　　　　System.out.println("具体原型复制成功！");
　　　　return (Realizetype)super.clone();
　　}
}
　　//原型模式的测试类
public class PrototypeTest{
　　public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException{
　　　　Realizetype obj1=new Realizetype();
　　　　Realizetype obj2=(Realizetype)obj1.clone();
　　　　System.out.println("obj1==obj2?"+(obj1==obj2));
　　}
}

　　程序的运行结果如下：

具体原型创建成功！
具体原型复制成功！
obj1==obj2?false

原型模式的应用实例

　　【例1】用原型模式模拟“孙悟空”复制自己。

　　　　分析：孙悟空拔下猴毛轻轻一吹就变出很多孙悟空，这实际上是用到了原型模式。这里的孙悟空类 SunWukong 是具体原型类，而 Java 中的 Cloneable 接口是抽象原型类。

　　　　同前面介绍的猪八戒实例一样，由于要显示孙悟空的图像（点击此处下载该程序所要显示的孙悟空的图片），所以将孙悟空类定义成面板 JPanel 的子类，里面包含了标签，用于保存孙悟空的图像。

　　　　另外，重写了 Cloneable 接口的 clone() 方法，用于复制新的孙悟空。访问类可以通过调用孙悟空的 clone() 方法复制多个孙悟空，并在框架窗体 JFrame 中显示。图 2 所示是其结构图。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 孙悟空生成器的结构图

程序代码如下：

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
class SunWukong extends JPanel implements Cloneable{
　　private static final long serialVersionUID = 5543049531872119328L;
　　public SunWukong(){
　　　　JLabel l1=new JLabel(new ImageIcon("src/Wukong.jpg"));
　　　　this.add(l1);
　　}
　　public Object clone(){
　　　　SunWukong w=null;
　　　　try{
　　　　　　w=(SunWukong)super.clone();
　　　　}
catch(CloneNotSupportedException e){
System.out.println("拷贝悟空失败!");
}
return w;
}
}
public class ProtoTypeWukong{
　　public static void main(String[] args){
　　　　JFrame jf=new JFrame("原型模式测试");
　　　　jf.setLayout(new GridLayout(1,2));
　　　　Container contentPane=jf.getContentPane();
　　　　SunWukong obj1=new SunWukong();
　　　　contentPane.add(obj1);
　　　　SunWukong obj2=(SunWukong)obj1.clone();
　　　　contentPane.add(obj2);
　　　　jf.pack();
　　　　jf.setVisible(true);
　　　　jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
　　}
}

程序的运行结果如图 3 所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3 孙悟空克隆器的运行结果

　　用原型模式除了可以生成相同的对象，还可以生成相似的对象，请看以下实例。

　　【例2】用原型模式生成“三好学生”奖状。

　　　　分析：同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，属于相似对象的复制，同样可以用原型模式创建，然后再做简单修改就可以了。图 4 所示是三好学生奖状生成器的结构图。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4 奖状生成器的结构图

程序代码如下：

public class ProtoTypeCitation{
　　public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
　　　　citation obj1=new citation("张三","同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。","韶关学院");
　　　　obj1.display();
　　　　citation obj2=(citation) obj1.clone();
　　　　obj2.setName("李四");
　　　　obj2.display();
　　}
}
//奖状类
class citation implements Cloneable{
　　String name;
　　String info;
　　String college;
　　citation(String name,String info,String college){
　　　　this.name=name;
　　　　this.info=info;
　　　　this.college=college;
　　System.out.println("奖状创建成功！");
　　}
　　void setName(String name){
　　　　this.name=name;
　　}
　　String getName(){
　　　　return(this.name);
　　}
　　void display(){
　　　　System.out.println(name+info+college);
　　}
　　public Object clone() throws CloneNotSupportedException{
　　　　System.out.println("奖状拷贝成功！");
　　　　return (citation)super.clone();
　　}
}

　　程序运行结果如下：

奖状创建成功！
张三同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。韶关学院
奖状拷贝成功！
李四同学：在2016学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。韶关学院

原型模式的应用场景

　　原型模式通常适用于以下场景。

- 对象之间相同或相似，即只是个别的几个属性不同的时候。
- 对象的创建过程比较麻烦，但复制比较简单的时候。

原型模式的扩展

　　原型模式可扩展为带原型管理器的原型模式，它在原型模式的基础上增加了一个原型管理器 PrototypeManager 类。该类用 HashMap 保存多个复制的原型，Client 类可以通过管理器的 get(String id) 方法从中获取复制的原型。其结构图如图 5 所示。
　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图5 带原型管理器的原型模式的结构图

　　【例3】用带原型管理器的原型模式来生成包含“圆”和“正方形”等图形的原型，并计算其面积。分析：本实例中由于存在不同的图形类，例如，“圆”和“正方形”，它们计算面积的方法不一样，所以需要用一个原型管理器来管理它们，图 6 所示是其结构图。
　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图6 图形生成器的结构图

程序代码如下：

import java.util.*;
interface Shape extends Cloneable{
　　public Object clone(); //拷贝
　　public void countArea(); //计算面积
　　}
class Circle implements Shape{
　　public Object clone(){
　　　　Circle w=null;
　　　　try{
　　　　　　w=(Circle)super.clone();
　　　　}
　　　　catch(CloneNotSupportedException e){
　　　　　　System.out.println("拷贝圆失败!");
　　　　}
　　return w;
　　}
public void countArea(){
　　int r=0;
　　System.out.print("这是一个圆，请输入圆的半径：");
　　Scanner input=new Scanner(System.in);
　　r=input.nextInt();
　　System.out.println("该圆的面积="+3.1415*r*r+"\n");
　　}
}
class Square implements Shape{
　　public Object clone(){
　　Square b=null;
　　try{
　　　　b=(Square)super.clone();
　　}
　　catch(CloneNotSupportedException e){
　　　　System.out.println("拷贝正方形失败!");
　　}
　　return b;
}
public void countArea(){
　　int a=0;
　　System.out.print("这是一个正方形，请输入它的边长：");
　　Scanner input=new Scanner(System.in);
　　a=input.nextInt();
　　System.out.println("该正方形的面积="+a*a+"\n");
　　}
}
class ProtoTypeManager{
　　private HashMap<String, Shape>ht=new HashMap<String,Shape>();
　　public ProtoTypeManager(){
　　ht.put("Circle",new Circle());
　　ht.put("Square",new Square());
　　}
　　public void addshape(String key,Shape obj){
　　ht.put(key,obj);
　　}
　　public Shape getShape(String key){
　　Shape temp=ht.get(key);
　　return (Shape) temp.clone();
　　}
}
public class ProtoTypeShape{
　　public static void main(String[] args){
　　　　ProtoTypeManager pm=new ProtoTypeManager();
　　　　Shape obj1=(Circle)pm.getShape("Circle");
　　　　obj1.countArea();
　　　　Shape obj2=(Shape)pm.getShape("Square");
　　　　obj2.countArea();
　　}
}

运行结果如下所示：

这是一个圆，请输入圆的半径：3
该圆的面积=28.2735

这是一个正方形，请输入它的边长：3
该正方形的面积=9

设计模式——创建型模式之原型模式（二）

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原文地址：https://www.cnblogs.com/yuexiaoyun/p/11839064.html

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