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Prototype模式定義:用原型實例指定創建對象的種類,並且通過拷貝這些原型創建新的對象。
Prototype模式允許一個對象再創建另外一個可定製的對象,根本無需知道任何如何創建的細節,工作原理是:通過將一個原型對象傳給那個要發動創建的對象,這個要發動創建的對象通過請求原型對象拷貝它們自己來實施創建。
如何使用原型模式
因爲Java中的提供clone()方法來實現對象的克隆,所以Prototype模式實現一下子變得很簡單。以勺子爲例:String spoonName;
public void setSpoonName(String spoonName) {this.spoonName = spoonName;}
public String getSpoonName() {return this.spoonName;}
public Object clone(){
Object object = null;
try {
object = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException exception) {
System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable");
}
return object;
}
}
public class SoupSpoon extends AbstractSpoon{
public SoupSpoon(){
setSpoonName("Soup Spoon");
}
}public class SaladSpoon extends AbstractSpoon{
public SaladSpoon(){
setSpoonName("Salad Spoon");
}
}
調用Prototype模式很簡單:
AbstractSpoon spoon = new SoupSpoon();
AbstractSpoon spoon = new SaladSpoon();
當然也可以結合工廠模式來創建AbstractSpoon實例。
在Java中Prototype模式變成clone()方法的使用,由於Java的純潔的面向對象特性,使得在Java中使用設計模式變得很自然,兩者已經幾乎是渾然一體了。這反映在很多模式上,如Interator遍歷模式。
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Java共享模式/享元模式(Flyweight模式)
Flyweight定義:避免大量擁有相同內容的小類的開銷(如耗費內存),使大家共享一個類(元類)。
爲什麼使用共享模式/享元模式
面嚮對象語言的原則就是一切都是對象,但是如果真正使用起來,有時對象數可能顯得很龐大,比如,字處理軟件,如果以每個文字都作爲一個對象,幾千個字,對象數就是幾千,無疑耗費內存,那麼我們還是要"求同存異",找出這些對象羣的共同點,設計一個元類,封裝可以被共享的類,另外,還有一些特性是取決於應用(context),是不可共享的,這也Flyweight中兩個重要概念內部狀態intrinsic和外部狀態extrinsic之分。說白點,就是先捏一個的原始模型,然後隨着不同場合和環境,再產生各具特徵的具體模型,很顯然,在這裏需要產生不同的新對象,所以Flyweight模式中常出現Factory模式。Flyweight的內部狀態是用來共享的,Flyweight factory負責維護一個Flyweight pool(模式池)來存放內部狀態的對象。
Flyweight模式是一個提高程序效率和性能的模式,會大大加快程序的運行速度。應用場合很多:比如你要從一個數據庫中讀取一系列字符串,這些字符串中有許多是重複的,那麼我們可以將這些字符串儲存在Flyweight池(pool)中。
如何使用共享模式/享元模式
我們先從Flyweight抽象接口開始:public interface Flyweight{
public void operation( ExtrinsicState state );
}
//用於本模式的抽象數據類型(自行設計)
public interface ExtrinsicState { }
下面是接口的具體實現(ConcreteFlyweight),併爲內部狀態增加內存空間,ConcreteFlyweight必須是可共享的,它保存的任何狀態都必須是內部(intrinsic),也就是說,ConcreteFlyweight必須和它的應用環境場合無關。
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
private IntrinsicState state;
public void operation( ExtrinsicState state ){
//具體操作
}
}
當然,並不是所有的Flyweight具體實現子類都需要被共享的,所以還有另外一種不共享的ConcreteFlyweight:
public class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight {
public void operation( ExtrinsicState state ) { }
}
Flyweight factory負責維護一個Flyweight池(存放內部狀態),當客戶端請求一個共享Flyweight時,這個factory首先搜索池中是否已經有可適用的,如果有,factory只是簡單返回送出這個對象,否則,創建一個新的對象,加入到池中,再返回送出這個對象池。
//Flyweight pool
private Hashtable flyweights = new Hashtable();
public Flyweight getFlyweight( Object key ) {
Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key);
if( flyweight == null ) {
//產生新的ConcreteFlyweight
flyweight = new ConcreteFlyweight();
flyweights.put( key, flyweight );
}
return flyweight;
}
}
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" );
Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
......
從調用上看,好象是個純粹的Factory使用,但奧妙就在於Factory的內部設計上。
Flyweight模式在XML等數據源中應用
我們上面已經提到,當大量從數據源中讀取字符串,其中肯定有重複的,那麼我們使用Flyweight模式可以提高效率,以唱片CD爲例,在一個XML文件中,存放了多個CD的資料。每個CD有三個字段:
出片日期(year)
歌唱者姓名等信息(artist)
唱片曲目 (title)
首先看看數據源XML文件的內容:
<collection>
<cd>
<title>Another Green World</title>
<year>1978</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd>
<cd>
<title>Greatest Hits</title>
<year>1950</year>
<artist>Holiday, Billie</artist>
</cd>
<cd>
<title>Taking Tiger Mountain (by strategy)</title>
<year>1977</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd>
.......
</collection>
CD就是類似上面接口 Flyweight:
private String title;
private int year;
private Artist artist;
public String getTitle() {return title;}
public int getYear() {return year;}
public Artist getArtist() {return artist;}
public void setTitle(String t){title = t;}
public void setYear(int y){year = y;}
public void setArtist(Artist a){artist = a;}
}
//內部狀態
private String name;
// note that Artist is immutable.
String getName(){return name;}
Artist(String n){
name = n;
}
}
Hashtable pool = new Hashtable();
Artist getArtist(String key){
Artist result;
result = (Artist)pool.get(key);
////產生新的Artist
if(result == null) {
result = new Artist(key);
pool.put(key,result);
}
return result;
}
}
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