原型模式 Prototype Pattern
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原型模式 Prototype Pattern
目的
制訂可用原型個體生成的物件類型，爾後只須複製此原型即可生成新物件。
適用
當系統必須與成品物件的生成、組裝、表達方式保持獨立時，以及下面三種情況之一：
- 在Runtime才指明欲實體化哪一種類別時（如：動態載入）；或避免造出與成品物件平行的一整族factory類別階層時；或當類別的物件個體只可能處於少數幾種可能的狀態時，替各種可能的狀態安置原型個體讓人複製，會比手動實體化類別來得方便。
結構及成員
Collaborations: Client叫Prototype自我複製一份。
- Prototype: like the Graphic宣告自我複製的介面。Client:叫原型個體自我複製一份，以生出新的物件。ConcretePrototype: like the Staff, WholeNote, HalfNote具體實作出自我複製的方法。
//必須實作Cloneable且必須擲出錯誤訊息public interface Prototype extends Cloneable { public void getName(); public Prototype clone() throws CloneNotSupportedException;}
//所有try-catch皆為必須public class ConcretePrototype implements Prototype{ public Prototype clone(){ try { return (Prototype) super.clone(); } catch(CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; }}影響結果
好處
- 將ConcreteProduct類別隱藏起來，減少Client所能知道的類別種類，也能不修改Client即可與其他應用領域的類別協同運作。在執行期增刪成品物件類型：只要向Client註冊Prototype，就能引進新的成品物件類型，且Client可以在執行期安裝或卸除Prototype。改變內容以訂出新的物件：可透過物件複合方式制定新的行為（如：指定物件的個體變數內容）。改變結構以訂出新的物件：將小電路當原型個體，拿到電路元件上擺著。只要複合電路物件的clone()方法採取deep copy，就能將各種不同的電路結構視為原型個體來用。減少子類別數量：不像 Factory Method Pattern 會產生與成品物件類別階層平行對應的Creator類別階層，只要複製原型個體即可。
壞處
- 每一個Prototype子類別都必須實作clone()方法，若是想把clone()加到早已存在的類別裡，或是類別裡有不支援複製動作的物件，或是有循環指涉（circular reference）的情形，就更不容易製作clone()。
實作
使用原型個體管理者
- 若系統內原型個體的數量不固定（會動態產生及撤銷）。用登錄表註冊存取原型個體後再複製。
製作clone()方法
- 複製物件時是否會遞迴地將內含的個體變數也一併拷貝？若物件有save()和load()方法，就能先將物件save到記憶體緩衝區，再從緩衝區load到另一個物件身上。
初始化複製品
- clone()方法通常不允許傳遞初始化參數。可另外寫Initialize()方法進行參數的設定。若clone()方法是深層拷貝，則要先刪除內部的複製品。
Example: Shape
Class: Shape
package shape;
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id; protected String type;
abstract void draw();
public String getType(){ return type; }
public String getId() { return id; }
public void setId(String id) { this.id = id; }
public Object clone() { Object clone = null;
try { clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); }
return clone; }}Class: Rectangle
package shape;
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle(){ type = "Rectangle"; }
@Override public void draw() { System.out.println("Inside Rectangle::draw() method."); }}Interface: Square
package shape;
public class Square extends Shape {
public Square(){ type = "Square"; }
@Override public void draw() { System.out.println("Inside Square::draw() method."); }}Class: Circle
package shape;
public class Circle extends Shape {
public Circle(){ type = "Circle"; }
@Override public void draw() { System.out.println("Inside Circle::draw() method."); }}Class: ShapeCache
package shape;
import java.util.Hashtable;
public class ShapeCache {
private static Hashtable shapeMap = new Hashtable();
public static Shape getShape(String shapeId) { Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId); return (Shape) cachedShape.clone(); }
// for each shape run database query and create shape // shapeMap.put(shapeKey, shape); // for example, we are adding three shapes
public static void loadCache() { Circle circle = new Circle(); circle.setId("1"); shapeMap.put(circle.getId(),circle);
Square square = new Square(); square.setId("2"); shapeMap.put(square.getId(),square);
Rectangle rectangle = new Rectangle(); rectangle.setId("3"); shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle); }}Class: PrototypePatternDemo
package shape;
public class PrototypePatternDemo { public static void main(String[] args) { ShapeCache.loadCache();
Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1"); System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());
Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2"); System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());
Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3"); System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType()); }}Result:
Shape : CircleShape : SquareShape : Rectangle文章分享
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原型模式 Prototype Pattern
https://linziyou.info/posts/2020-12-22-原型模式-prototype-pattern/ 最後更新於 2020-12-22，距今已過 1896 天
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