Java基础:设计模式之原型模式

原型模式是一种创建型设计模式,它允许我们通过复制现有的对象来创建新的对象,而不是每次都通过构造函数新建。这种模式适用于那些创建新对象成本较高或者构造过程复杂的情况。在原型模式中,一个对象通过实现Cloneable接口并重写其clone()方法来作为原型。当需要创建新对象时,客户端代码请求原型对象克隆自身,返回一个与原对象状态相同的新对象。

结构与参与者
  1. Prototype(原型): 这是一个接口或抽象类,声明了克隆自己的方法(通常是clone())。所有具体原型类都必须实现这个接口或继承这个抽象类。

  2. ConcretePrototype(具体原型): 实现了Prototype接口或继承了抽象原型类的具体类。它们实现了clone()方法以创建自己的副本(克隆)。

工作流程
  1. 客户端 需要新对象时,不是直接调用构造函数创建,而是请求一个已存在的原型对象克隆自身。

  2. 原型对象 通过实现Cloneable接口,并重写Object类中的clone()方法来提供克隆能力。clone()方法通常会创建一个新的对象,并将当前对象的状态(属性值)复制到新对象中。

  3. 新对象 作为原型对象的副本被返回给客户端,新对象与原型对象状态相同但不共享任何引用数据(除非在深复制中特殊处理)。

适用场景
  1. 对象创建成本高:如果创建一个对象需要大量计算、消耗大量资源(如数据库查询、网络通信、复杂的初始化逻辑等),原型模式可以快速复制已有对象,避免重复高昂的创建成本。

  2. 对象初始化过程复杂:当对象的初始化涉及许多步骤、依赖关系或者权限控制时,使用原型模式可简化创建过程,只需克隆已配置好的原型即可。

  3. 需要大量相似对象:在系统中需要大量具有相同或相似属性的对象,但又不希望引入额外的开销(如频繁的构造函数调用),可以通过复制少量原型对象来生成大量实例。

  4. 保护性拷贝:当一个对象需要提供给多个调用者使用,且调用者可能需要修改对象的属性,通过原型模式可以为每个调用者提供对象的一个独立副本,防止相互干扰。

示例说明
import java.util.Date;// 原型接口
interface Prototype {Prototype clone();
}// 具体原型类:员工信息
class Employee implements Prototype {private String name;private int id;private Date hireDate;// 构造函数和常规setter/getter省略...@Overridepublic Prototype clone() {try {return (Prototype) super.clone(); // 调用Object的clone方法进行浅复制} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new RuntimeException("Clone not supported", e);}}
}// 客户端代码
public class PrototypeDemo {public static void main(String[] args) {// 创建一个原型员工对象Employee original = new Employee("Alice", 1, new Date());// 使用原型模式克隆出新员工Employee cloned = original.clone();// 改变克隆员工的信息cloned.setName("Bob");System.out.println("Original employee: " + original.getName());System.out.println("Cloned employee: " + cloned.getName());}
}

在这个例子中,Employee类实现了Prototype接口并提供了clone()方法。客户端代码通过调用original.clone()快速创建了一个与原对象状态相同的cloned对象。之后修改cloned对象的名称不会影响到原始对象。

存在的问题
  1. 深拷贝与浅拷贝问题:Java中的clone()方法默认执行浅拷贝,即只复制对象本身及其基本类型字段,对于引用类型字段,只是复制了引用,导致原对象和克隆对象共享同一份引用所指向的数据。在某些场景下,这可能导致意外的数据修改。若需完全复制引用类型字段的内容(深拷贝),需要在clone()方法中手动复制这些字段。

  2. Cloneable接口不强制约束:Java的Cloneable接口没有定义任何方法,只是一个标记接口,表明该类支持被克隆。但如果不重写Objectclone()方法并抛出CloneNotSupportedException,则直接调用clone()会抛出异常。这种设计可能导致不符合预期的行为,需要开发者明确了解并正确实现克隆逻辑。

  3. 代码侵入性:为了实现原型模式,需要修改类以实现Cloneable接口并重写clone()方法,这可能对已有代码产生一定侵入性,特别是对于那些原本不需要支持克隆的类。

  4. 错误使用可能导致内存浪费:如果频繁地克隆大对象或含有大量数据的集合,且实际场景并不需要这么多对象副本,可能会造成不必要的内存消耗。

  5. 线程安全问题:在多线程环境中,如果没有正确同步原型对象的访问和克隆过程,可能会导致数据不一致或并发问题。

综上所述,虽然原型模式在特定场景下能有效提高对象创建效率,但使用时需谨慎权衡其带来的复杂性、潜在风险以及对系统设计的影响。在实际应用中,可能还需要结合工厂方法、单例模式等其他创建型模式来优化对象创建过程。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/bicheng/3404.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

WPF —— MVVM架构

1 什么是MVVM? MVVM是一种软件架构模式,它将应用程序分为三个层次 model(数据模型),view(视图),viewmodel(视图模型) model:表示应用程序当中数…

什么是RabbitMQ,RabbitMQ基本概念,RabbitMQ的使用场景

目录 面试官:什么是RabbitMQ,RabbitMQ的使用场景什么是RabbitMQ?RabbitMQ基本概念RabbitMQ的使用场景举例该文章专注于面试,面试只要回答关键点即可,不需要对框架有非常深入的回答,如果你想应付面试,是足够了,抓住关键点 面试官:什么是RabbitMQ,RabbitMQ的使用场景 …

SpringCloud之Feign集成Ribbon

Feign定义【可跳过】 Spring Cloud Feign是一个声明式的伪Http客户端,它使得写Http客户端变得更简单。其英文表意为“假装,伪装,变形”,是一个http请求调用的轻量级框架,可以以Java接口注解的方式调用Http请求&#x…

jmeter固定定时器,生效是在请求发送前还是发送后

一、结论 先说结果,是生效在请求发送前 二、背景 在压测流程的时候,生成订单后紧接着调订单查询接口,查询不到,报错率还挺高的,原因肯定是主从延迟,但是DBA非说延时1s内是正常的,在CPU耗用在40%以内的情…

IDM下载器_Internet Download Manager 6.42.7

网盘下载 IDM下载器是一款针对互联网所打造的下载管理器。IDM下载器能将下载速度提高5倍,恢复因丢失的连接,网络问题,计算机关闭或意外断电而重新启动中断或中断的下载。IDM下载器还可支持所有流行的浏览器,以使用独特的“高级浏…

【打工日常】云原生之部署私有化个人工作云盘

一、FileGator介绍1.FileGator简介FileGator是一个免费开源自托管的Web应用程序,用于管理文件和文件夹,部署在自己的服务器上,解放笔记本的压力,随时随地的能看到自己的文件,并且可以共享,方便团队的协作,更有利于个人工作的开展。2.FileGator功能管理本地存储库文件夹中…

视频改字祝福 豪车装X系统源码uniapp前端源码

内容目录 一、详细介绍二、效果展示1.部分代码2.效果图展示 三、学习资料下载 一、详细介绍 uniapp视频改字祝福 豪车装X系统源码 全开源。 创意无限!AI视频改字祝福,豪车装X系统源码开源,打造个性化祝福视频不再难! 想要为你的…

RealSenseSR300工程环境配置说明

新建目录结构如下: output:存储可执行文件.exe等src:存储源码.cpp .h等3rdparty:存储第三方库 opencv等 其中将源码按照main及其相关文件分为以下三类 vs2015许可证到期后先激活,激活码很多网上有,如:HMGNV-WCYXV-X7G9W-YCX63…

开发Chrome插件入门

开发Chrome插件(也称为Chrome扩展)是一个相对直接的过程,尤其对于已经熟悉HTML、CSS、JavaScript的前端开发者而言。以下是开发Chrome插件的基本步骤和示例: 1. 准备工作 首先,确保你有一个适合开发的环境。通常这意…

2024.4.25

#include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; class Person{const string name;int age;char sex; public:Person(const string name):name(name){cout << "第一个Person构造函数" << endl;}Person():name("zhangsan&…

java语言基础面试题(一)

面试题1&#xff1a;简述Java的主要特性。 回答&#xff1a;Java的主要特性包括面向对象、跨平台性&#xff08;通过JVM实现&#xff09;、自动内存管理&#xff08;垃圾回收机制&#xff09;、丰富的API和安全性高。 面试题2&#xff1a;解释Java中的多态性。 回答&#xf…

3.7设计模式——Observer 观察者模式(行为型)

意图 定义对象间的一种一对多的依赖关系&#xff0c;当一个对象的状态发生改变时&#xff0c;所有依赖于他的对象都得到通知并被自动更新。 结构 Subject&#xff08;目标&#xff09;知道它的观察者&#xff0c;可以有任意多个观察者观察同一个目标&#xff0c;提供注册和删…

快速入门基础控制台API

目录 一、什么是win32API 二、API基础函数介绍 2.1控制台基础命令 2.1.1标题修改 2.1.2长宽修改 2.1.3坐标 2.2GetStdHandle 2.3GetConsoleCursorInfo 2.4SetConsoleCursorInfo 2.5SetConsoleCursorPosition 2.6GetAsyncKeyState 三、API函数综合应用 3.1设置光标…

C语言案例——输出 Fibonacci 数列(斐波那契数列)的前 40 项

目录 斐波那契数列待续、更新中 斐波那契数列 输出 Fibonacci 数列&#xff08;斐波那契数列&#xff09;的前 40 项 #include <stdio.h> void main() {int a[40] {1,1};int i;printf( "%12d%12d",a[0],a[1]);for(i2; i<40; i){a[i]a[i-1]a[i-2];printf( &q…

IDEA-关于idea在import类时,代码报红的解决方法,找不到包

关于idea在import类时&#xff0c;代码报红的解决方法_idea import报红-CSDN博客

软件企业质量保证的基石――QA,QC的良性协作

软件企业质量保证的基石――QA、QC的良性协作 国内的软件产业发展了20多年的时间&#xff0c;已经由个人英雄时代步入到中、小团队协作时代。相信不久的将来&#xff0c;国内一定会出现航母级的软件企业&#xff0c;那时候我们会迎来集团军作战的时代。不同的时代表明软件规模…

[svelte]组件怎么进行状态共享

前面提到的svelte stores是一种用于管理应用程序状态的机制&#xff0c;它可以在不同组件之间共享状态&#xff0c;但就可能会有这样子的疑问&#xff0c;难道一定要通过stores来传递属性的状态吗 Props&#xff08;属性&#xff09; 最简单的方法是通过将状态作为属性传递给子…

OceanBase 分布式数据库【信创/国产化】- OceanBase 概述

本心、输入输出、结果 文章目录 OceanBase 分布式数据库【信创/国产化】- OceanBase 概述前言OceanBase 数据更新架构高可用高兼容水平扩展低成本实时 HTAP安全可靠OceanBase 分布式数据库【信创/国产化】- OceanBase 概述 编辑 | 简简单单 Online zuozuo 地址 | https://blog.…

[C/C++] -- C++11相关内容

一&#xff1a;声明 auto: auto 是 C11 引入的一个关键字&#xff0c;用于自动推断变量的类型。通过使用 auto&#xff0c;编译器可以根据变量的初始化表达式推断其类型&#xff0c;从而减少代码中的重复冗长的类型声明。 简化模板声明&#xff1a; for(auto p vec.begin(…

Pandas 2.2 中文官方教程和指南(二十五·二)

新列 使用 DataFrame.map&#xff08;以前称为 applymap&#xff09;高效动态创建新列 In [53]: df pd.DataFrame({"AAA": [1, 2, 1, 3], "BBB": [1, 1, 2, 2], "CCC": [2, 1, 3, 1]})In [54]: df Out[54]: AAA BBB CCC 0 1 1 2 1…