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文章摘自: http://www.riabook.cn/doc/designpattern/;
您从图书馆的期刊从发现了几篇您感兴趣的文章,由于这是图书馆的书,您不可以直接在书中作记号或写字,所以您将当中您所感兴趣的几个主题影印出来,这下子您就可在影印的文章上画记重点。
Prototype模式的作用有些类似上面的描述,您在父类别中定义一个clone()方法,而在子类别中重新定义它,当客户端对于所产生的物件有兴趣并想加以利用,而您又不想破坏原来的物件,您可以产生一个物件的复本给它。
Prototype具有展示的意味,就像是展览会上的原型车款,当您对某个车款感兴趣时,您可以购买相同款示的车,而不是车展上的车。
在软体设计上的例子会更清楚的说明为何要进行物件复制,假设您要设计一个室内设计软体,软体中有一个展示家具的工具列,您只要点选工具列就可以产生一个家 具复本,例如一张椅子或桌子,您可以拖曳这个复制的物件至设计图中,随时改变它的位置、颜色等等,当您改变设计图中的物件时,工具列上的原型工具列是不会 跟着一起改变的,这个道理是无需解释的。
下面的 UML 类别图表示了上述的简单概念:
Prototype模式的重点在于clone(),它负责复制物件本身并传回,但这个clone()本身在实作上存在一些困难,尤其是当物件本身又继承另一个物件时,如何确保复制的物件完整无误,在不同的程式语言中有不同的作法。
在Java中的作法是透过实作一个Cloneable介面,它只是一个声明的介面,并无规定任何实作的方法,您的目的是改写Object的clone ()方法,使其具备有复制物件的功能,这个方面建议您参考:How to avoid traps and correctly override methods from java.lang.Object。
用一个简单的例子来实作上图中的结构,这个例子利用了Java语言本身的clone特性:
- AbstractFurniture.java
1: public abstract class AbstractFurniture
2: implements Cloneable {
3: public abstract void draw();
4:
5: // 在Design Pattern上,以下的clone是抽象未实作的
6: // 实际上在Java中class都继承自Object
7: // 所以在这边我们直接重新定义clone()
8: // 这是为了符合Java现行的clone机制
9: protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
10: return super.clone();
11: }
12: }
CircleTable与SquareTable继承了AbstractFurniture,并实作clone方法,用于传回本身的复制品:
- CircleTable.java
1: import java.awt.*;
2:
3: public class CircleTable extends AbstractFurniture {
4: protected Point center;
5:
6: public void setCenter(Point center) {
7: this.center = center;
8: }
9:
10: protected Object clone ()
11: throws CloneNotSupportedException {
12: Object o = super.clone();
13: if(this.center != null) {
14: ((CircleTable) o).center = (Point) center.clone();
15: }
16:
17: return o;
18: }
19:
20: public void draw() {
21: System.out.println("\t圆桌\t中心:(" + center.getX()
22: + ", " + center.getY()+ ")");
23: }
24: }
- SquareTable.java
1: import java.awt.*;
2:
3: public class SquareTable extends AbstractFurniture {
4: protected Rectangle rectangle;
5:
6: public void setRectangle(Rectangle rectangle) {
7: this.rectangle = rectangle;
8: }
9:
10: protected Object clone ()
11: throws CloneNotSupportedException {
12: Object o = super.clone();
13: if(this.rectangle != null) {
14: ((SquareTable) o).rectangle = (Rectangle) rectangle.clone();
15: }
16:
17: return o;
18: }
19:
20: public void draw() {
21: System.out.print("\t方桌\t位置:(" + rectangle.getX()
22: + ", " + rectangle.getY()+ ")");
23: System.out.println(" / 宽高:(" +
24: rectangle.getWidth()
25: + ", " + rectangle.getHeight()+ ")");
26: }
27: }
House是个虚拟的房屋物件,从Prototype复制出来的物件加入至House中:
- House.java
1: import java.util.*;
2:
3: public class House {
4: private Vector vector;
5:
6: public House() {
7: vector = new Vector();
8: }
9:
10: public void addFurniture(AbstractFurniture furniture) {
11: vector.addElement(furniture);
12:
13: System.out.println("现有家具....");
14:
15: Enumeration enumeration = vector.elements();
16: while(enumeration.hasMoreElements()) {
17: AbstractFurniture f =
18: (AbstractFurniture) enumeration.nextElement();
19: f.draw();
20: }
21: System.out.println();
22: }
23: }
再来是应用程式本身:
- Application.java
1: import java.awt.*;
2:
3: public class Application {
4: private AbstractFurniture circleTablePrototype;
5:
6: public void setCircleTablePrototype(
7: AbstractFurniture circleTablePrototype) {
8: this.circleTablePrototype = circleTablePrototype;
9: }
10:
11: public void runAppExample() throws Exception {
12: House house = new House();
13: CircleTable circleTable = null;
14:
15: // 从工具列选择一个家具加入房子中
16: circleTable =
17: (CircleTable) circleTablePrototype.clone();
18: circleTable.setCenter(new Point(10, 10));
19: house.addFurniture(circleTable);
20:
21: // 从工具列选择一个家具加入房子中
22: circleTable =
23: (CircleTable) circleTablePrototype.clone();
24: circleTable.setCenter(new Point(20, 30));
25: house.addFurniture(circleTable);
26: }
27:
28: public static void main(String[] args) throws Exception {
29: Application application = new Application();
30: application.setCircleTablePrototype(
31: new CircleTable());
32: application.runAppExample();
33: }
34: }
Java中的clone()方法是继承自Object,AbstractFurniture的子类别则override这个clone()方法,以复制其本身并传回。
下图为Prototype模式的类别结构图:
在 Gof 的设计模式书中给出一个原型模式的应用:一个通用的图型编辑器 Framework。在这个 Framework中有一个工具列,您可以在上面选择音乐符号以加入乐谱中,并可以随时调整音乐符号的位置等等。
图型编辑器Framework是通用的,然而它并不知道这些音乐符号的型态,有人或许会想到继承图型编辑器Framework来为每个音乐符号设计一个框 架子类别,但由于音乐符号的种类很多,这会产生相当多的子类别,为了避免这种情况,可以透过Prototype模式来减少子类别的数目,可以设计出以下的 结构:
依照这个结构,图型编辑器的Framework可以独立于要套用的特定类别之外,虽然不知道被复制传回的对象型态是什么,但总可以按照 Graphics所定义的介面来操作这些物件。
Edit by Atlas
Time 2013/7/8 14:41