Design Pattern 简明教程

Design Patterns - Prototype Pattern

原型模式指的是在考虑性能的情况下创建副本对象。这种设计模式属于创建模式，因为这种模式提供了创建对象的一种最好的方法。

此模式涉及实现一个原型接口，表示要创建当前对象的克隆。当直接创建对象代价较高时，将使用此模式。例如，要在代价高昂的数据库操作后创建一个对象。我们可以缓存对象，在下一个请求上返回其克隆，并按需更新数据库，从而减少数据库调用。

Implementation

我们将创建一个抽象类 Shape 和扩展 Shape 类的具体类。接下来定义一个 ShapeCache 类，它将 shape 对象存储在哈希表中，并在请求时返回它们的克隆。

我们的演示类 PrototypPatternDemo 将使用 ShapeCache 类获取 Shape 对象。

Step 1

创建一个实现 Clonable 接口的抽象类。

Shape.java

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;
   }
}

Step 2

创建一个扩展上述类的具体类。

Rectangle.java

public class Rectangle extends Shape {

   public Rectangle(){
     type = "Rectangle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java

public class Square extends Shape {

   public Square(){
     type = "Square";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java

public class Circle extends Shape {

   public Circle(){
     type = "Circle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

Step 3

创建一个类从数据库中获取具体类并将它们存储在哈希表中。

ShapeCache.java

import java.util.Hashtable;

public class ShapeCache {

   private static Hashtable<String, Shape> shapeMap  = new Hashtable<String, Shape>();

   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);
   }
}

Step 4

PrototypePatternDemo 使用 ShapeCache 类从存储在哈希表中的形状中获取克隆。

PrototypePatternDemo.java

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());
   }
}

Step 5

验证输出。

Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle