原型模式的使用场景
在创建一个实例，较复杂的或耗时的情况下，复制一个已经存在的实例能使程序运行更高效。
- 类初始化需要耗费很多资源，通过原型拷贝避免这些耗费
- 通过
new 产生一个对象，需要频繁的数据准备或访问权限时
- 保护性拷贝，防止一个对象被调用者修改
原型模式的类图
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| @startuml
interface Prototype {
+ clone()
}
class ConcretePrototype implements Prototype{
+ clone()
}
class Client
Client .o Prototype
@enduml
|
- Client: 客户端
- Prototype: 抽象类或接口，声明具有
clone 能力
- ConcretePrototype: 具体的原型类
简单实现
使用原型模式，实现一个文档拷贝的例子. WordDocument 表示一份用户的文档，这个文档中包含文字和图片。
用户希望编辑一份已经存在的文档，但是不确定是否采用新的编辑。因此，为了安全，将原有的文档拷贝一份，在拷贝的文档上进行操作。
原始文档就是样板实例，既原型。
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| class WordDocument : Cloneable {
var text: String = ""
var images: ArrayList<String> = ArrayList()
public override fun clone(): WordDocument {
val doc = super.clone() as WordDocument
doc.text = this.text
doc.images = this.images
return doc
}
override fun toString(): String = "doc: $text\n images: $images"
}
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修改文档文本内容
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| fun main(args: Array<String>) {
val doc = WordDocument()
doc.text = "document text"
doc.images.add("image1")
doc.images.add("image2")
println("doc1: $doc")
val doc2 = doc.clone()
println("doc2: $doc2")
doc2.text = "update document text"
println("doc2: $doc2")
println("doc1: $doc")
}
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输出:
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| doc1: doc: document text
images: [image1, image2]
doc2: doc: document text
images: [image1, image2]
doc2: doc: update document text
images: [image1, image2]
doc1: doc: document text
images: [image1, image2]
|
可见新的文档对象的文本内容修改不会影响原始的文本对象。
修改文档文本和图片内容
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| fun main(args: Array<String>) {
val doc = WordDocument()
doc.text = "document text"
doc.images.add("image1")
doc.images.add("image2")
println("doc1: $doc")
val doc2 = doc.clone()
println("doc2: $doc2")
doc2.text = "update document text"
doc2.images.add("image3")
println("doc2: $doc2")
println("doc1: $doc")
}
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输出:
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| doc1: doc: document text
images: [image1, image2]
doc2: doc: document text
images: [image1, image2]
doc2: doc: update document text
images: [image1, image2, image3]
doc1: doc: document text
images: [image1, image2, image3]
|
在新文档对象中增加的图片同时也出现在了原始对象中，这是由于 WordDocument 中 clone 的实现是浅拷贝造成的。由于 images 是 List 类型，属于引用类型，浅拷贝传递的是对象的引用。
深拷贝,浅拷贝
对于引用类型对象，变量持有的是对象的引用，在进行拷贝时，如果只是引用赋值，就是浅拷贝，新对象中的变量就还是引用的原型对象中的变量。既 doc2.images 与 doc1.images 都引用的同一个对象。
修改 WordDocument 的 clone 为深拷贝:
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| public override fun clone(): WordDocument {
val doc = super.clone() as WordDocument
doc.text = this.text
doc.images = this.images.clone() as ArrayList<String>
return doc
}
|
通过深拷贝可以避免对拷贝对象的修改影响原型对象的内容。