java设计模式学习之【原型模式】

￡神魔★判官ぃ 2024-02-17 11:39 104阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  引言
 *  原型模式简介
 *   *  定义与用途
     *  实现方式
     *  UML
 *  使用场景
 *  优势与劣势
 *  原型模式在spring中的应用
 *  员工记录示例
 *  代码地址

## 引言 ##

原型模式是一种创建型设计模式，它允许对象能够复制自身，以此来创建一个新的对象。这种模式在需要重复地创建相似对象时非常有用，可以显著提高性能和代码的可维护性。

## 原型模式简介 ##

### 定义与用途 ###

原型模式使得一个对象能够创建自己的副本，从而简化对象的创建过程，尤其是当创建新实例的成本比较高时。这种模式通常用于情况下：

*  实例化的成本比克隆高。
 *  类不容易预测需要创建哪种类的对象。
 *  需要避免与产品层次结构耦合的系统。

### 实现方式 ###

原型模式通常涉及以下几个关键步骤：

*  实现一个原型接口，该接口用于定义克隆对象的方法。
 *  通过实现原型接口的类创建具体原型。
 *  通过克隆方法创建新的对象。

### UML ###

![在这里插入图片描述][b4f593f131bb4d09b6f2a4bf96e0ef6d.png]

## 使用场景 ##

*  当直接创建一个对象的成本比通过克隆来创建该对象的成本高时。
 *  当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时。
 *  当需要实例化的类是在运行时指定时，例如，通过动态加载。

## 优势与劣势 ##

*  **优势**  
    提高性能：避免了新对象的初始化过程，特别是对于复杂或资源密集型对象。  
    提高灵活性：可以在运行时动态地改变具体的类实例。
 *  **劣势**  
    克隆复杂对象可能也相对复杂。  
    在实现深拷贝时需要特别小心，以确保复制的对象完全独立于原型。

## 原型模式在spring中的应用 ##

在Spring框架中，原型模式的应用体现在它的Bean作用域管理上。虽然Spring的默认行为是以单例模式创建和管理Bean，但它也支持原型作用域（Prototype Scope）

1.Bean的多实例创建：
    当在Spring配置文件中将Bean的作用域设置为prototype时，Spring容器对每个getBean()请求都会创建一个新的Bean实例。
    这意味着如果你多次请求同一个Bean，Spring会每次都创建一个新的实例，而不是返回同一个共享的实例。
    
    2.应用场景：
    当你需要每次使用时都有一个新的对象实例，而不是共享实例时，原型作用域就非常有用。
    例如，在应用程序中，如果你需要一个非共享的、独立的对象来处理每次的用户请求，那么就可以使用原型作用域。
    
    3.配置方式：
    在Spring的XML配置中，可以通过设置scope="prototype"来指定Bean为原型作用域。
    在基于注解的配置中，可以使用@Scope("prototype")注解来实现同样的效果。

## 员工记录示例 ##

1.  在我们的示例中，我们将实现一个名为Prototype的接口，它包含一个返回Prototype类型的getClone()方法。这个方法的目的是允许一个对象复制自身，从而创建一个新的对象实例。
2.  接着，我们将创建一个具体的类EmployeeRecord，它实现了Prototype接口。EmployeeRecord类的主要功能是克隆自身对象，以此方式创建新的EmployeeRecord实例。
3.  最后，PrototypeDemo类将使用这个具体的EmployeeRecord类来演示原型模式的实际应用。通过PrototypeDemo类，我们可以看到如何使用EmployeeRecord的克隆方法来创建新的员工记录，而无需每次都从头开始创建对象。

这个过程非常适用于需要大量相似对象的场景，例如在数据库或任何需要大量相似记录的应用中。使用原型模式，我们可以有效地克隆已有的对象，而不是每次都进行完整的创建过程，从而节省资源和时间。

**Prototype**

public interface Prototype {
        
        //获取当前对象的克隆
        public Prototype getClone();
    
    }

**EmployeeRecord**

public class EmployeeRecord implements Prototype {
        
    
        private int id;
        private String name, designation;
        private double salary;
        private String address;
    
        public EmployeeRecord() {
        
            System.out.println("   Oracle公司的员工记录");
            System.out.println("---------------------------------------------");
            System.out.println("员工ID" + "\t" + "姓名" + "\t" + "职位" + "\t" + "薪水" + "\t\t" + "地址");
        }
    
        // 带参数的构造函数，用于创建员工记录
        public EmployeeRecord(int id, String name, String designation, double salary, String address) {
        
    
            this();
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.designation = designation;
            this.salary = salary;
            this.address = address;
        }
    
        // 显示员工记录
        public void showRecord() {
        
            System.out.println(id + "\t" + name + "\t" + designation + "\t" + salary + "\t" + address);
        }
    
        // 实现 Prototype 接口的 getClone 方法
        @Override
        public Prototype getClone() {
        
            return new EmployeeRecord(id, name, designation, salary, address);
        }
    
    }

**PrototypeDemo**

public class PrototypeDemo {
        
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.print("输入员工ID: ");
            int eid = Integer.parseInt(br.readLine());
            System.out.print("\n");
    
            System.out.print("输入员工姓名: ");
            String ename = br.readLine();
            System.out.print("\n");
    
            System.out.print("输入员工职位: ");
            String edesignation = br.readLine();
            System.out.print("\n");
    
            System.out.print("输入员工地址: ");
            String eaddress = br.readLine();
            System.out.print("\n");
    
            System.out.print("输入员工薪水: ");
            double esalary = Double.parseDouble(br.readLine());
            System.out.print("\n");
    
            // 创建原始员工记录并显示
            EmployeeRecord e1 = new EmployeeRecord(eid, ename, edesignation, esalary, eaddress);
            e1.showRecord();
            System.out.println("\n");
    
            // 克隆员工记录并显示
            EmployeeRecord e2 = (EmployeeRecord) e1.getClone();
            e2.showRecord();
        }
    
    }

以上就是一个简单的原型模式示例，来演示如何创建原始对象的副本。这种方式对于创建多个相似对象时非常有用，既节省了创建新对象的时间，又减少了代码复杂性。  
运行代码：  
![在这里插入图片描述][5462c413bd234aba9094b8102ff32d8c.png]

## 代码地址 ##

23种设计模式相关代码后续会逐步提交到github上，方便学习，欢迎指点：  
[代码地址][Link 1]  
https://github.com/RuofeiSun/lf-23Pattern

[b4f593f131bb4d09b6f2a4bf96e0ef6d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/910f2228403e44209d3c963c1c6fbe07.png
[5462c413bd234aba9094b8102ff32d8c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/06/2db7851ea62f46d5adb13be6d5742a0f.png
[Link 1]: https://github.com/RuofeiSun/lf-23Pattern