什么是原型模式

 

所谓原型模式,就是用原型实例来指定创建对象的种类,并通过复制这些原型创建新的对象的设计模式。原型模式一般用于创建复杂的或者构建耗时的实例,或者用于只读对象的修改。

 

原型模式的实现方式

 

(1)浅拷贝

当代的每个程序员小时候都玩过《尤里的复仇》这款游戏,游戏中的“尤里”阵营有个兵种叫“尤里复制人”,每个尤里复制人都和尤里长得一模一样,除了没有坐骑之外。

Yuri{
   
     String = ;
   
     ArrayList<String> = ArrayList<>();
   
     setName(String name) {
         .= name;
     }
   
     addWord(String word){
         ..add(word);
     }
   
     Yuri clone(){
         {
             (Yuri) .clone();
         }(CloneNotSupportedException e){
             ;
         }
     }
   
     String toString() {
         +
                 + + +
                 + .toString() +
                 ;
     }
 }

 

如上,重写了clone()方法。在执行如下代码时:

Yuri yuri = Yuri();
 yuri.setName();
 yuri.addWord();
 yuri.addWord();
   
 Yuri yuri_copyer = yuri.clone();
 yuri.setName();
yuri.addWord("I'm not the only one true Yuri");
   
 Log.(,yuri_copyer.toString());
 Log.(,yuri.toString());

会惊奇地发现两行Log一模一样,这是因为这种原型模式的实现方式只拷贝其引用,换句话说就是并没有将原型对象中的所有字段都重新构造一份,只是用复制对象的字段引用原型对象中的字段,因此被称为“浅拷贝”或“影子拷贝”。

 

(2)深拷贝

我们把上文的clone()方法修改一下:

Yuri clone(){
     {
         Yuri copyer = (Yuri) .clone();
         copyer.= .;
         copyer.= (ArrayList<String>)..clone();
         copyer;
     }(CloneNotSupportedException e){
         ;
     }
 }

 

如上,这种实现方式调用了的clone()方法,这样可以保证副本被修改时不影响原始对象,因此被称为“深拷贝”,又叫做“保护性拷贝”。

 

Android源码中的原型模式

 

(1)ArrayList

严格来说ArrayList并不算是Android源码中的类,但应该是Android开发者最常用的类,ArrayList的clone()代码如下:

Object clone() {
     {
         ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) .clone();
         v.elementData = Arrays.(, );
         v.= ;
         v;
     } (CloneNotSupportedException e) {
         InternalError(e);
     }
 }

 

大家可以看到size并没有被clone,因为size是基础类型而不是引用类型,所以不需要clone。细心的读者可以看到注释里面的“shallow copy”,但这实际上是一个典型的深拷贝。

 

(3)Intent

Android系统加入Intent机制的意义在于大大降低了Android四大组件之间的耦合度。Intent的clone()代码如下:

Object clone() {
     Intent();
 }
 

 

Intent(Intent o) {
     .= o.mAction;
     .= o.mData;
     .= o.mType;
     .= o.mPackage;
     .= o.mComponent;
     .= o.mFlags;
     .= o.mContentUserHint;
     (o.mCategories != ) {
         .= <String>(o.mCategories);
     }
     (o.mExtras != ) {
         .= Bundle(o.mExtras);
     }
     (o.mSourceBounds != ) {
         .= Rect(o.mSourceBounds);
     }
     (o.mSelector != ) {
         .= Intent(o.mSelector);
     }
     (o.mClipData != ) {
         .= ClipData(o.mClipData);
     }
 }

 

Intent的clone()内部并没有调用super.clone(),而是调用了new Intent(this)。

 

Android开发中如何利用原型模式

 

(1)Object的clone()方法直接操作二进制流,效率非常高。在对象的初始化要消耗非常多的资源时,或者用new来实例化一个对象时需要非常繁琐的数据准备或访问权限时,可以使用原型模式提高效率、避免消耗资源。

 

(2)对深拷贝生成的副本进行修改不会影响原始对象。当一个对象会被不同对象用不同方式修改时,可以用原型模式产生副本供调用者使用。

 

需要注意的几个问题

 

(1)原型模式在clone()的时候不会重新执行构造函数,可能会出现问题。

 

(2)在某些对象构造非常简单的情况下,比如上文提到的Intent,重新new一个比clone()快,因此不要滥用原型模式