デザインパターン Zenデザインパターン - プロトタイプパターン

1: プロトタイプパターンの定義

プロトタイプインスタンスを使用して、作成するオブジェクトのタイプを指定し、これらのプロトタイプをコピーして新しいオブジェクトを作成します。

プロトタイプパターンの単純さは、シングルトンパターンとイテレータパターンに次いで 2 番目です。シンプルだからこそ、さまざまなシーンで活用できます。

プロトタイプモードの中核は、オブジェクトがコピーされる clone メソッドです。Java には、オブジェクトがコピー可能であることを示す Cloneable インターフェイスが用意されています。なぜそれが「マーキング」と呼ばれるのですか? Cloneable が何であるかを確認するには、JDK ヘルプを開いてください。メソッドはありません。このインターフェイスは単なるマークです。このマークが付いたオブジェクトのみが JVM にコピーできます。では、「コピーできる」から「コピーできる」に変換するにはどうすればよいでしょうか?その方法は、 clone() メソッドをオーバーライドすることです。はい、正しくお読みいただけます。clone() メソッドをオーバーライドすることです。 Mail クラスのクローンメソッドで上記を実行すると、このメソッドは Object オブジェクトのメソッドをオーバーライドします。

2: プロトタイプモードの利点

● 優れたパフォーマンスプロトタイプモードはメモリ内のバイナリストリームのコピーであり、オブジェクトを直接新規作成するよりもパフォーマンスがはるかに優れています。特にループ内で多数のオブジェクトが生成される場合、プロトタイプモードはそのパフォーマンスをよりよく反映できます。利点。

● コンストラクタの制約を回避するこれは利点でもあり欠点でもあり、メモリに直接コピーすると、コンストラクタは実行されません (セクション 13.4 を参照)。利点は制約が減ることであり、欠点は制約も減ることであり、実際のアプリケーションではこれを考慮する必要があります。

3: プロトタイプモードの適用シナリオ

● リソース最適化シナリオ

クラスの初期化では、データ、ハードウェアリソースなど、多くのリソースを消化する必要があります。

● パフォーマンスとセキュリティ要件のあるシナリオ

new によるオブジェクトの生成に非常に面倒なデータの準備やアクセス許可が必要な場合は、プロトタイプパターンを使用できます。

● オブジェクトに複数のモディファイアがあるシナリオ

オブジェクトが他のオブジェクトにアクセスできる必要があり、各呼び出し元がその値を変更する必要がある場合は、プロトタイプパターンを使用して、呼び出し元が使用できるように複数のオブジェクトをコピーすることを検討できます。実際のプロジェクトでは、プロトタイプパターンが単独で出現することは少なく、通常はファクトリメソッドパターンと一緒に出現し、clone メソッドを通じてオブジェクトが作成され、ファクトリメソッドによって呼び出し元に提供されます。プロトタイプモードは Java と統合されており、誰でも使用できます。

4: プロトタイプモードに関する注意事項

构造函数不会被执行 浅いコピーに注意してください。浅いコピーによる問題が発生せずに、なぜ String 型を Mail クラスで使用できるのか疑問に思われるかもしれません? 内部配列と参照オブジェクトはコピーされず、int、long、char などの他のプリミティブ型はコピーされます。ただし、String 型の場合、Java はこれを基本型として考えてください。クローンメソッドがなく、処理メカニズムも非常に特殊です。文字列プールを介して必要な場合にのみメモリ内に作成されます。新しい型を使用するときは、 string の場合、リーダーは String を基本クラスとして使用できます。

プロトタイプパターンを使用する場合、参照されるメンバー変数は、コピーされないように 2 つの条件を満たす必要があります: 1 つ目は、それらはメソッド内の変数ではなく、クラスのメンバー変数であること、2 つ目は、参照オブジェクトではなく、変更可能な参照オブジェクトであることプリミティブ型または不変オブジェクト。

ディープコピーを実装するもう 1 つの方法は、オブジェクトを操作するためのバイナリストリームを自分で記述してから、オブジェクトのディープコピーを実装することです。時間があれば、自分で実装することもできます。

特にクラスの継承に関しては、ディープコピーとシャローコピーを混合しないことをお勧めします。親クラスに複数の参照がある状況は非常に複雑です。推奨される解決策は、ディープコピーとシャローコピーを別々に実装することです。

5: クローンとフィアンルは二人の敵である

ディープコピーを実現するという夢は、final キーワードの脅威によって打ち砕かれました。方法は常にあります。この方法を変更する方法を考えてみましょう。final キーワードを削除します。これが最も便利で安全かつ迅速な方法です。

clone メソッドを使用する場合は、クラスのメンバー変数に Final キーワードを追加しないでください。

6: プロトタイプパターンのベストプラクティス

これは次のように理解できます。オブジェクトの生成は最初から開始することはできませんが、既に特定のプロトタイプを持つオブジェクトから直接クローンを作成し、生産に必要なオブジェクトに変更することができます。言い換えれば、人を生み出すために、1歳から2歳、そして3歳へと成長する必要はありません。また、直接人を見つけて、その人からDNAを取得し、そのクローンを作成することもできます。を直接変更して 30 Years old! 私たちが話しているプロトタイプモードにはこの機能があります。

7: 試作パターン例

【1】プロトタイプモードのテンプレート

 1 package com.javagpt.design;
 2 /**
 3  * 邮件
 4  * @author javagpt
 5  * 
 6  * 原型模式：（1）实现Cloneable接口
 7  *                    （2）重写Object的clone方法
 8  */
 9 public class Mail implements Cloneable{
10     
11     private String name;
12     
13     private String context;
14     
15     private String title;
16     
17     private String address;
18 
19     
20     public Mail(String name, String context, String title, String address) {
21         super();
22         this.name = name;
23         this.context = context;
24         this.title = title;
25         this.address = address;
26     }
27 
28     
29     /**
30      * 克隆方法
31      */
32     @Override
33     protected Mail clone() throws CloneNotSupportedException {
34         Mail mail1=null;
35         mail1=(Mail) super.clone();
36         return mail1;
37     }
38 
39 
40     public String getName() {
41         return name;
42     }
43 
44     public void setName(String name) {
45         this.name = name;
46     }
47 
48     public String getContext() {
49         return context;
50     }
51 
52     public void setContext(String context) {
53         this.context = context;
54     }
55 
56     public String getTitle() {
57         return title;
58     }
59 
60     public void setTitle(String title) {
61         this.title = title;
62     }
63 
64     public String getAddress() {
65         return address;
66     }
67 
68     public void setAddress(String address) {
69         this.address = address;
70     }
71     
72     
73 }

【2】浅いコピー

 1 package com.javagpt.design;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 
 7 
 8 /**
 9  * 浅拷贝
10  * @author javagpt
11  * （1）JVM做了一个偷懒的拷贝动作,Object类提供的方法clone只是拷贝本对象,其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝,还是指向原生对象
12 的内部元素地址,这种拷贝就叫做浅拷贝
13  *（2）非常不安全
14  *
15  */
16 public class Thing implements Cloneable {
17     
18     private List<String> list=new ArrayList<String>();
19 
20 
21     @Override
22     protected Thing clone() throws CloneNotSupportedException {
23         Thing thing=null;
24         thing=(Thing) super.clone();
25         return thing;
26     }
27 
28     public List<String> getList() {
29         return list;
30     }
31 
32     public void setList(String a) {
33         this.list.add(a);
34     }
35     
36     
37 }

【3】ディープコピー

 1 package com.javagpt.design;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 /**
 6  * 深层次拷贝
 7  * （1）深拷贝还有一种实现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,这个大家有时间自己实现一下
 8  * （2）深拷贝和浅拷贝建议不要混合使用,特别是在涉及类的继承时,父类有多个引用的情况就非常复杂,建议的方案是深拷贝和浅拷贝分开实现。
 9  * @author javagpt
10  *
11  */
12 public class Thing2 implements     Cloneable {
13     private ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
14 
15 
16     @Override
17     protected Thing2 clone() throws CloneNotSupportedException {
18         Thing2 thing2=null;
19         thing2=(Thing2) super.clone();
20         thing2.list=(ArrayList<String>) this.list.clone();
21         return thing2;
22     }
23 
24     public List<String> getList() {
25         return list;
26     }
27 
28     public void setList(String a) {
29         this.list.add(a);
30     }
31     
32 }

【4】クライアントテスト

 1 package com.javagpt.design;
 2 
 3 import java.util.List;
 4 
 5 
 6 public class ClientTest {
 7 
 8     public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 9         //test01();
10         //test02();
11         test03();
12     }
13     
14     /**
15      * 原型模式：模板测试
16      * @throws CloneNotSupportedException 
17      */
18     public static void test01() throws CloneNotSupportedException{
19         Mail mail=new Mail("javagpt", "go smx", "emailtojavagpt", "[email protected]");//ClientTest.main()com.javagpt.design.Mail@2a5330
20         System.out.println("ClientTest.main()"+mail.toString());
21         Mail mail2=mail.clone();
22         System.out.println("ClientTest.main()"+mail2.toString());//ClientTest.main()com.javagpt.design.Mail@18872380
23         
24     }
25     /**
26      * 原型模式：浅拷贝
27      * @throws CloneNotSupportedException 
28      */
29     public static void test02() throws CloneNotSupportedException{
30         Thing thing1=new Thing();
31         thing1.setList("小李");
32         Thing thing2=thing1.clone();
33         thing1.setList("小张");
34         List<String> t=thing1.getList();
35         List<String> t2=thing2.getList();
36         for (int i = 0; i < t.size(); i++) {
37             System.out.println("ClientTest.test02(t==>)"+t.get(i));
38         }
39         for (int i = 0; i < t2.size(); i++) {
40             System.out.println("ClientTest.test02(t2==>)"+t2.get(i));
41         }
42         //ClientTest.test02(t==>)小李
43         //ClientTest.test02(t==>)小张
44         //ClientTest.test02(t2==>)小李
45         //ClientTest.test02(t2==>)小张
46     }
47     
48     /**
49      * 原型模式：深拷贝
50      * @throws CloneNotSupportedException 
51      */
52     public static void test03() throws CloneNotSupportedException{
53         Thing2 thing2a=new Thing2();
54         thing2a.setList("小李");
55         Thing2 thing2b=thing2a.clone();
56         thing2a.setList("小张");
57         List<String> t=thing2a.getList();
58         List<String> t2=thing2b.getList();
59         for (int i = 0; i < t.size(); i++) {
60             System.out.println("ClientTest.test02(t==>)"+t.get(i));
61         }
62         for (int i = 0; i < t2.size(); i++) {
63             System.out.println("ClientTest.test02(t2==>)"+t2.get(i));
64         }
65         //ClientTest.test02(t==>)小李
66         //ClientTest.test02(t==>)小张
67         //ClientTest.test02(t2==>)小李
68     }
69 }

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1: プロトタイプパターンの定義

2: プロトタイプモードの利点

3: プロトタイプモードの適用シナリオ

4: プロトタイプモードに関する注意事項

5: クローンとフィアンルは二人の敵である

6: プロトタイプパターンのベストプラクティス

7: 試作パターン例

【1】プロトタイプモードのテンプレート

【2】浅いコピー

【3】ディープコピー

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