模式设计之 原型模式

定义

原型模式:原型模式用于创建重复的对象,实现对象的拷贝。这种模式类似于创建型模式,提供了创建对象的最佳模式。

这种模式存在的应用场景在于,能够复制当前对象,实现对象数据的克隆。比如:如果一个对象的数据需要经过较高代价的数据库操作,采用原型模式能够较好的缓存当前对象,减少数据库的访问量。

使用场景

思想:用实例对象,指导对象的创建工作.

应用:一个复杂的对象,包含多种数据和结构,层次较深时,适用与原型模式(当需要创建一个与复杂对象部分数据相同的对象),如果重新创建,过程较为复杂,费时费力,采取原型模式可以快速构建一个类似的对象。

实例场景:1.一个楼盘有名称,地址和施工队三个成员变量。施工队有名称,人数和包工头。包工头有名称和年龄。现在要建设一个隔壁的楼盘,还是由这个施工队进行建设的,只是地址不同。

2.系统中已经有一架飞机,飞机有名称和型号和厂商。厂商有名称,地址和负责人。负责人有姓名和年龄。现在要一家相同的飞机由不同的负责人进行指导生产的,如何快速创建这样的对象。

下面是一张UML图用来说明原型模式的关系

image

下面是一个具体的应用场景:

如何实现不同型号的手机由相同的工厂生产的问题,快速创建这样的一个对象

image

结构:手机由名称,价格,生产工厂组成。生产工厂由工程师和名称组成。工程师由姓名这个基本属性。

现在为了快速复制同一工厂的不同手机,解决这一实际应用场景。

Phone类

public class Phone {
    public String name; //手机名称
    public float price; //价钱
    public Factory factory; //工厂

    @Override
    public String toString() {
        return "手机名称:"+this.name+"  价钱:"+this.price+this.factory.toString();
    }

    public Phone Clone(){
        Phone phone =null;
        try{
            phone=new Phone();
            if(this.name!=null){
                phone.name=this.name;
            }

            if(this.price!=0){
                phone.price=this.price;
            }

            if(this.factory!=null){
                phone.factory=this.factory.Clone();
            }
        }catch (Exception e){
            new  RuntimeException(e);
        }

        return phone;
    }
}

Factory类

public class Factory implements  Cloneable{
    public String name;  //工厂名称
    public Person Manager; //负责人

    @Override
    public String toString() {
        return "  工厂名称:"+this.name+"  负责人:"+Manager.toString();
    }

    public Factory Clone(){
        Factory factory =null;

        try{
            factory=new Factory();

            if(this.name!=null){
                factory.name=this.name;
            }

            if(this.Manager!=null){
                factory.Manager=this.Manager.Clone();
            }

        }catch (Exception e){
            new RuntimeException(e);
        }

        return factory;
    }
}

Person类

public class Person implements  Cloneable{
    public String name; //名称

    @Override
    public String toString() {
        return this.name;
    }

    public Person Clone(){
        Person person =null;

        try{
            person =new Person();
            person.name=this.name;
        }catch (Exception e){
            new RuntimeException(e);
        }

        return person;
    }
}

然后生产一部荣耀一部分华为

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone =new Phone();
        phone.name="Honor";
        phone.price=new Float(1.5);

        phone.factory=new Factory();
        phone.factory.name="三星工厂";

        Person person =new Person();
        person.name="郭台铭";
        phone.factory.Manager=person;

        Phone phone1 =phone.Clone();
        phone1.name="华为";

        System.out.println(phone.toString());
        System.out.println(phone1.toString());
    }
}

运行结果:


image.png

php示例:(原型模式就是clone来内存拷贝,比new的好处是创建对象快速,适合大对象创建)

/**
 * PHP原型模式
 * 先创建一个原型对象,然后通过clone原型对象来创建新的对象
 * 这样可以避免类创建时重复的初始化操作。
 * 浅复制
 */
class Phone {
    public $name;
    public $price;
    public $factory;

    public function __construct($name,$price,Factory $factory) {
        $this->name = $name;
        $this->price = $price;
        $this->factory = $factory;
    }

    public function run()
    {
        //执行操作
    }
}

class Factory {
    public $name;
    public $manage;

    public function __construct($name,Person $manage) {
        $this->name = $name;
        $this->manage = $manage;
    }
}

class Person {
    public $name;

    public function __construct($name) {
        $this->name = $name;
    }
}


$manage = new Person('张三');
$factory = new Factory('华为工厂',$manage);
$phone = new Phone("华为",4589.00,$factory);

$phoneClone = clone $phone;  //这种方式是浅复制,因为对手机类里的工厂类和人员类修改也会同时修改,深复制的原理就是让所有依赖的类都进行克隆
$phoneClone->name = '小米';

var_dump($phone,$phoneClone);die();
/**
 * 深复制
 */
class Phone {
    public $name;
    public $price;
    public $factory;

    public function __construct($name,$price,Factory $factory) {
        $this->name = $name;
        $this->price = $price;
        $this->factory = $factory;
    }
    public function __clone()
    {
       $this->factory = clone $this->factory;
    }
}

class Factory {
    public $name;
    public $manage;

    public function __construct($name,Person $manage) {
        $this->name = $name;
        $this->manage = $manage;
    }
    public function __clone()
    {
       $this->manage = clone $this->manage;
    }
}

class Person {
    public $name;

    public function __construct($name) {
        $this->name = $name;
    }
}

$manage = new Person('张三');
$factory = new Factory('华为工厂',$manage);
$phone = new Phone("华为",4589.00,$factory);

$phoneClone = clone $phone; //深复制,下面修改工厂和人员不会影响之前的手机类
$phoneClone->name = '小米';
$phoneClone->factory->name = '小米工厂';
$phoneClone->factory->manage->name = '李四';

var_dump($phone,$phoneClone);die();

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