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简谈设计模式之原型模式

news 2025/7/10 19:17:52

原型模式是一种创建型设计模式, 用于创建对象, 而不必指定它们所属的具体类. 它通过复制现有对象 (即原型) 来创建新对象. 原型模式适用于当创建新对象的过程代价较高或复杂时, 通过克隆现有对象来提高性能

原型模式结构

原型接口. 声明一个克隆自身的接口
具体原型. 实现克隆的具体方法
客户端. 通过调用具体原型中的克隆方法来创建新对象

原型模式实现

// 原型接口
interface Prototype {Prototype clone();
}// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {private String field;public ConcretePrototype(String field) {this.field = field;}// 实现克隆方法@Overridepublic Prototype clone() {return new ConcretePrototype(this.field);}@Overridepublic String toString() {return "ConcretePrototype{" + "field = " + field + '\'' + '}';}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建原型对象ConcretePrototype prototype = new ConcretePrototype("prototype");// 克隆原型对象ConcretePrototype clone = (ConcretePrototype) prototype.clone();System.out.println(prototype);System.out.println(clone);}
}

在原型模式中, 克隆可以分为浅拷贝和深拷贝

浅拷贝: 复制对象时, 只复制对象本身的基本数据类型字段和对象的引用, 而不复制引用对象本身
深拷贝: 复制对象时, 不仅复制对象本身的基本数据类型字段和对象的引用, 还复制所有引用对象, 递归地进行复制

下面是深拷贝和浅拷贝的实例

浅拷贝:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {private List<String> list;public ConcretePrototype() {this.list = new ArrayList<>();}public void addItem(String item) {this.list.add(item);}@Overridepublic Prototype clone() {try {return (ConcretePrototype) super.clone(); // 浅拷贝} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();return null;}}@Overridepublic String toString() {return "ConcretePrototype{" + "list=" + list + '}';}
}

深拷贝:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {private List<String> list;public ConcretePrototype() {this.list = new ArrayList<>();}public void addItem(String item) {this.list.add(item);}@Overridepublic Prototype clone() {ConcretePrototype clone = new ConcretePrototype();clone.list = new ArrayList<>(this.list); // 深拷贝return clone;}@Overridepublic String toString() {return "ConcretePrototype{" + "list=" + list + '}';}
}