设计模式(4)-对象创建型模式-Prototype模式

1.对象创建型模式

1.4 Protoype模式

1.4.1需求

通过拷贝原形对象创建新的对象。

1.4.2结构

P r o t o t y p e（Gr a p h i c）

— 声明一个克隆自身的接口。

C o n c r e t e P r o t o t y p e（S t a ff、W h o l e N o t e、H a l fN o t e）

— 实现一个克隆自身的操作。

C l i e n t（G r a p h i c To o l）

— 让一个原型克隆自身从而创建一个新的对象。

1.4.3例子-C++

//Prototype.h
#ifndef _PROTOTYPE_H_
#define _PROTOTYPE_H_

class Prototype
{
public:
virtual ~Prototype();
virtual Prototype*Clone()const = 0;
protected:
Prototype();
private:
};

class ConcretePrototype:public Prototype
{
public:
ConcretePrototype();
ConcretePrototype(const ConcretePrototype& cp);
~ConcretePrototype();
Prototype* Clone() const;
protected:
private:
};

#endif //~_PROTOTYPE_H_

代码片断2：Prototype.cpp

//Prototype.cpp

#include"Prototype.h"
#include
using namespace std;
Prototype::Prototype()
{
}

Prototype::~Prototype()
{
}

Prototype* Prototype::Clone() const
{
return 0;
}

ConcretePrototype::ConcretePrototype()
{
}

ConcretePrototype::~ConcretePrototype()
{
}

ConcretePrototype::ConcretePrototype(const ConcretePrototype& cp)
{
cout<<"ConcretePrototype copy..."< }

Prototype* ConcretePrototype::Clone() const
{
return newConcretePrototype(*this);
}

//main.cpp
#include"Prototype.h"
#include
using namespace std;

int main(int argc,char*argv[])
{
Prototype* p= newConcretePrototype();
Prototype* p1=p->Clone();
return 0;
}

注：这里只是说明概念，没有涉及C++常见的深度拷贝问题.

1.4.4 例子-JAVA

在Java中，原型模式可以很简单地实现，只要实现Cloneable这个标识性的接口，再覆盖该接口中的clone()方法，即可“克隆”该实现类的任何一个对象。

class ConcretePrototype02 implements Cloneable{
private String name;
private ArrayList nameList = new ArrayList ();

public ConcretePrototype02(String name) {
this.name = name;
this.nameList.add(this.name);
}
//添加nameList中的对象
public void setName(String name) {
this.nameList.add(name);
}

public ArrayList getNameList() {
return this.nameList;
}

//覆盖Object基类中的clone()方法，并扩大该方法的访问权限，具体化返回本类型
public ConcretePrototype02 clone() {
ConcretePrototype02self = null;
try {
self= (ConcretePrototype02) super.clone();
//以下这句是实现深拷贝的关键
// self.nameList =(ArrayList ) this.nameList.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return self;
}
}

//测试类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ConcretePrototype02prototype02 = new ConcretePrototype02("蚂蚁 ...");
System.out.println(prototype02.getNameList());

//通过clone获得一个拷贝
ConcretePrototype02fromClone02 = prototype02.clone();
fromClone02.setName("小蚂蚁 ...");
System.out.println(fromClone02.getNameList());
System.out.println(prototype02.getNameList());
}
}

测试结果：

发现拷贝之后原来的对象持有的ArrayList 类型的nameList引用会随着拷贝得到的fromClone对象执行了setName()方法而改变，这不是我们想要的结果，因为这意味着原型以及拷贝得到的对象共享同一个引用变量，这是线程不安全的。当我们去掉 上面clone()方法中被注释的语句之后再测试，得到结果如下：

在Java中使用原型模式Prototype是相当简单的，只要记住几点注意点，就可以方便地实现该模式了。由于使用clone()方法来拷贝一个对象是从内存二进制流中进行IO读写，所以拷贝得到一个对象是不会执行该对象所对应类的构造函数的。总结如下：

1、构造函数不会被执行；

2、类的成员变量中若有引用类型的变量（数组也是一种对象），默认的clone()并不会对其进行拷贝，需自行提供深拷贝；