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设计模式（七）原型模式

分类: 文章 • 2025-04-07 11:56:39

引子

第一次听到这个模式深感困惑，原型是几个意思？原形毕露？？？心里无数个黑人问号。但仔细想想，原型是不是保留原有的形态，而我要的就是这个原有的形态呢？那么拿原型来做什么呢？肯定不能是复制无限个原型，好像没什么用处，那我可不可以把复制来的原型，在此基础上改造改造，得到我想要的最终产品呢？

官方定义：Prototype Pattern（原型模型）的简单程度仅次于单例模式和迭代器模式。用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

先来看看类图是什么样的：

设计模式（七）原型模式

说它简单，简单到什么程度呢？实现一个接口，然后重写clone方法，就完成了原型模型！直接上代码：

public class PrototypeClass implements Cloneable {
    //重写父类Object方法

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        PrototypeClass prototypeClass = null;
        try {
            prototypeClass = (PrototypeClass) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            //异常处理
        }
        return prototypeClass;
    }
}

学以致用，平常生活中，我们总会收到一些垃圾邮件，各种推销广告诈骗等等。但是你有没有想过，你收到的广告邮件是怎么发给你的，而且发给你的邮件中还有你的信息，比如名字、电话、性别什么的。难不成他是一封一封发，每次改个人信息就行了。那我估计发邮件的人要累死。所以，他们肯定会借助一个专门发广告邮件的电子邮件系统，省时省力。

接下来就模拟一个电子邮件系统，看看是怎么使用原型模式的。

广告信模板代码

public class AdvTemplate {
    //广告信名称
    private String advSubject = "鬼泣5新游发售活动重磅开启啦！";
    //广告信内容
    private String advContext = "性感但丁，在线骚舞。神秘VV，蜜汁男子。衰逼尼禄，我右臂呢？";

    //获取广告信的名称
    public String getAdvSubject() {
        return advSubject;
    }

    //获取广告信的内容
    public String getAdvContext() {
        return advContext;
    }
}

邮件类：可以理解为POJO

public class Mail implements Cloneable {
    //收件人
    private String reciver;
    //邮件名称
    private String subject;
    //称谓
    private String appellation;
    //邮件内容
    private String context;
    //邮件尾部
    private String tail;

    public Mail(AdvTemplate adv) {
        this.context = adv.getAdvContext();
        this.subject = adv.getAdvSubject();
    }

    @Override
    public Mail clone() {
        Mail mail = null;
        try {
            mail = (Mail) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return mail;
    }

    public String getReciver() {
        return reciver;
    }

    public void setReciver(String reciver) {
        this.reciver = reciver;
    }

    public String getSubject() {
        return subject;
    }

    public void setSubject(String subject) {
        this.subject = subject;
    }

    public String getAppellation() {
        return appellation;
    }

    public void setAppellation(String appellation) {
        this.appellation = appellation;
    }

    public String getContext() {
        return context;
    }

    public void setContext(String context) {
        this.context = context;
    }

    public String getTail() {
        return tail;
    }

    public void setTail(String tail) {
        this.tail = tail;
    }
}

场景类

public class Client {
    //发送广告的数量，这个值是从数据库中获得
    private static int MAX_COUNT = 6;

    public static void main(String[] args)  {
        //模拟发邮件
        int i = 0;
        //把模板定义出来。这个是从数据中获得
        Mail mail = new Mail(new AdvTemplate());
        mail.setTail("所有解释权归卡婊所有！");
        while (i < MAX_COUNT) {
            //以下是没封邮件不同的地方
            Mail cloneMail = mail.clone();
            cloneMail.setAppellation(getRandomString(5)+" 先生（女士） ");
            cloneMail.setReciver(getRandomString(5) + "@" + getRandomString(8) + ".com");
            //然后发送邮件
            sendMail(cloneMail);
            ++i;
        }
    }

    public static void sendMail(Mail mail) {
        System.out.println("标题： " + mail.getSubject() + "\t收件人：" + mail.getReciver() + "\t...发送成功！");
        System.out.println("内容： "+mail.getContext());
    }

    public static String getRandomString(int maxLength) {
        String source = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < maxLength; i++) {
            sb.append(source.charAt(random.nextInt(source.length())));
        }
        return sb.toString();
    }
}

运行结果

设计模式（七）原型模式

原型模式的优点

  • 性能优良，它是在二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别是要在一个循环体产生大量对象时。
  • 逃避构造函数的约束，即使缺点也是优点。

原型模式的使用场景

  • 资源优化场景。
  • 性能和安全要求的场景。
  • 一个对象多个修改者的场景。

深拷贝和浅拷贝

什么叫浅拷贝？

Object类提供的方法clone只是拷贝本对象，其对象内部的数组、引用等都不拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址，这种拷贝就叫做浅拷贝。

使用原型模式时，引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝：一是类的成员变量，而不是方法内变量；二是必须是一个可变的引用对象，而不是一个原始类型或不可变对象。

什么是深拷贝？

如果要进行深拷贝，就要对类变量进行独立的拷贝。除此之外的方式就是通过自己写二进制流来操作对象，然后实现对象的深拷贝。

clone和final一对冤家

对象的clone和对象内的final关键字是有冲突的。要使用clone方法，类的成员变量上不要增加final关键字。

 

 

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