设计模式（六）之原型模式

什么是原型模式

通常，我们会使用 new something() 的方式去创建实例，但是如下几种情况可能并不支持我们这样创建。例如：

1. 对象种类繁多，无法将他们整合到一个类中时
   需要处理的对象太多，如果将他们分别作为一个类，需要编写很多个类文件。
2. 难以根据类生产实例
   类实例的生成过程太复杂，很难根据实例来生成实例。例如在图形编辑器中使用鼠标制作出图形的实例，在想生成一个和之前用户操作所创建出的实例完全一样的实例，会先将所创建的实例保存起来，然后通过复制来生成新的实例
3. 想解耦框架与生产的实例
   想让生成实例的框架不依赖于具体的类。这时，不能指定类名来生成实例，而要事先注册一个原型，然后通过复制该实例来生成新的实例。

在设计模式中，原型模式是创建型设计模式，是根据实例原型、实例模型来生成新的实例。

Cloneable接口和Clone方法

Cloneable是一个标记接口，这个接口中没有任何的抽象方法，实现该接口，表示该接口的实现类可以去使用Clone

package java.lang;

public interface Cloneable {
    
    
}

Clone方法是Object类中的一个方法，它可以在一个实例的基础上复制出一个新的实例，Object类是所有类的父类，故所有类都具有Clone方法，但是如果某个类的实例想使用此方法，该类必须先实现Cloneable接口，不然使用时会抛出CloneNotSupportedException异常。

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

Clone方法进行的是浅复制，它知识将被复制的实例的字段值直接复制到新的实例中。例如，如果字段中保存的是数组，使用Clone复制只会复制数组的引用，不会一 一复制数组中的元素。如果Clone无法满足需求可重写Clone

例子

示例是将字符串放入方框中显示出来或加上下划线显示出来

Manager

package CreationPattern.PrototypeMode;

import java.util.HashMap;

/**
 * 管理并复制实例
 */

public class Manager {
    
    
    private HashMap map = new HashMap();

    public void register(String name, Product proto) {
    
    
        map.put(name, proto);
    }

    public Product create(String protoName) {
    
    
        Product product = (Product) map.get(protoName);
        return product.createClone();
    }
}

Product

package CreationPattern.PrototypeMode;

/**
 * 产品接口
 */

public interface Product extends Cloneable {
    
    
    void use(String s);

    Product createClone();
}

MessageBox

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package CreationPattern.PrototypeMode;

/**
 * 方框信息
 */

public class MessageBox implements Product {
    
    
    private char decoChar;

    public MessageBox(char decoChar) {
    
    
        this.decoChar = decoChar;
    }

    @Override
    public void use(String s) {
    
    
        int len = s.getBytes().length;
        for (int i = 0; i < len + 4; i++) {
    
    
            System.out.print(decoChar);
        }
        System.out.println();

        System.out.println(decoChar + " " + s + " " + decoChar);

        for (int i = 0; i < len + 4; i++) {
    
    
            System.out.print(decoChar);
        }
        System.out.println();
    }

    @Override
    public Product createClone() {
    
    
        Product p = null;
        try {
    
    
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
    
    
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return p;
    }
}

UnderlinePen

package CreationPattern.PrototypeMode;

/**
 * 下划线信息
 */

public class UnderlinePen implements Product {
    
    
    private char ulChar;

    public UnderlinePen(char ulChar) {
    
    
        this.ulChar = ulChar;
    }

    @Override
    public void use(String s) {
    
    
        int len = s.getBytes().length;

        System.out.println("\"" + s + "\"");

        for (int i = 0; i < len; i++) {
    
    
            System.out.print(ulChar);
        }
        System.out.println();
    }

    @Override
    public Product createClone() {
    
    
        Product p = null;
        try {
    
    
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
    
    
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return p;
    }
}

结果

总结

通常，我们使用 new something() 来创建实例，但是以这种方式创建是必须指定类名的，但有时候也会有在不指定类名的前提下生产实例的需求，或者对象种类繁多，又或者想解耦框架与生成实例，这时候，我们便需要使用原型模式。