這篇文章將為大家詳細講解有關(guān)Android中如何實現(xiàn)原型模式,文章內(nèi)容質(zhì)量較高,因此小編分享給大家做個參考,希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。
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一、介紹
原型模式是一個創(chuàng)建型的模式。原型二字表明了該模型應(yīng)該有一個樣板實例,用戶從這個樣板對象中復(fù)制出一個內(nèi)部屬性一致的對象,這個過程也就是我們俗稱的“克隆”。被復(fù)制的實例就是我們所稱的“原型”,這個原型也是可定制的。原型模型多用于創(chuàng)建復(fù)雜的或者構(gòu)造耗時的實例,因為這種情況下,復(fù)制一個已經(jīng)存在的實例可使程序運行更高效。
二、定義
用原型實例指定創(chuàng)建對象的種類,并通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對象。
三、使用場景
(1)類初始化需要消耗非常多的資源,這個資源包括數(shù)據(jù)、硬件資源等,通過原型拷貝避免這些消耗。
(2)通過new產(chǎn)生一個對象需要非常繁瑣的數(shù)據(jù)準備或訪問權(quán)限,這時可以使用原型模式。
(3)一個對象需要提供給其他對象訪問,而且各個調(diào)用者可能都需要修改其值時,可以考慮使用原型模式拷貝多個對象供調(diào)用者使用,即保護性拷貝。
需要注意的是,通過實行Cloneable接口的原型模式在調(diào)用clone函數(shù)構(gòu)造實例時并不一定比通過new操作速度快,只有當通過new構(gòu)造對象較為耗時或者說成本較高時,通過clone方法才能夠獲得效率上的提升。因此,在使用Cloneable時需要考慮構(gòu)建對象的成本以及做一些效率上的測試。當然,實現(xiàn)原型模式也不一定非要實現(xiàn)Cloneable接口,也有其他的實現(xiàn)方式,這里將會對這些一一說明。
四、原型模型的UML類圖
圖中角色介紹:
Client:客戶端用戶。
Prototype:抽象類或者接口,聲明具備clone能力。
ConcretePrototype:具體的原型類。
五、原型模式的簡單實現(xiàn)
下面以簡單的文檔拷貝為例來演示一下簡單的原型模式,我們在這個例子中首先創(chuàng)建了一個文檔對象,即WordDocument,這個文檔中含有文字和圖片。用戶經(jīng)過了長時間的內(nèi)容編輯后,打算對該文檔做進一步的編輯,但是,這個編輯后的文檔是否會被采用還不確定,因此,為了安全起見,用戶需要將當前文檔拷貝一份,然后再在文檔副本上進行修改,這與《Effective Java》一書中提到的保護性拷貝有些類似,如此,這個原始文檔就是我們上述所說的樣板實例,也就是將要被“克隆”的對象,我們成為原型:
示例代碼:
/** * 文檔類型,扮演的是ConcretePrototype角色,而cloneable是代表prototype角色 */ public class WordDocument implements Cloneable { //文本 private String mText; //圖片名列表 private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<String>(); public WordDocument(){ System.out.println("-------- WordDocument構(gòu)造函數(shù) --------"); } public String getText(){ return this.mText; } public void setText(String text){ this.mText = text; } public ArrayList<String> getImages(){ return this.mImages; } public void setImages(ArrayList<String> images){ this.mImages = images; } public void addImage(String img){ this.mImages.add(img); } /** * 打印文檔 */ public void showDocument(){ System.out.println("-------- Word Content Start --------"); System.out.println("Text : " + this.mText); System.out.println("Images List : "); for(String image : mImages){ System.out.println("image name : " + image); } System.out.println("-------- Word Content End --------"); } @Override protected WordDocument clone(){ try{ WordDocument doc = (WordDocument)super.clone(); doc.mText = this.mText; doc.mImages = this.mImages; return doc; }catch(Exception e){} return null; } }
執(zhí)行方法:
public static void main(String[] args) throws IOException { //1.構(gòu)建文檔對象 WordDocument originDoc = new WordDocument(); //2.編輯文檔,添加圖片等 originDoc.setText("這是一篇文檔"); originDoc.addImage("圖片一"); originDoc.addImage("圖片二"); originDoc.addImage("圖片三"); originDoc.showDocument(); //以原始文檔為原型,拷貝一份副本 WordDocument doc2 = originDoc.clone(); doc2.showDocument(); //修改文檔副本 doc2.setText("這是修改過的Doc2文本"); doc2.addImage("這是新添加的圖片"); originDoc.showDocument(); doc2.showDocument(); }
執(zhí)行結(jié)果:
-------- WordDocument構(gòu)造函數(shù) -------- //originDoc -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 -------- Word Content End -------- //doc2 -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 -------- Word Content End -------- //副本修改后originDoc -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 image name : 這是新添加的圖片 -------- Word Content End -------- //副本修改后doc2 -------- Word Content Start -------- Text : 這是修改過的Doc2文本 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 image name : 這是新添加的圖片 -------- Word Content End --------
這里我們發(fā)現(xiàn)通過修改doc2后,只是影響了originDoc的mImages,而沒有改變mText。
六、淺拷貝和深拷貝
上述原型模式的實現(xiàn)實際上只是一個淺拷貝,也稱影子拷貝,這份拷貝實際上并不是將原始的文檔的所有字段都重新構(gòu)造了一份,而是副本文檔的字段引用原始文檔的字段,如下圖:
細心的讀者可能從上面的結(jié)果中發(fā)現(xiàn),最后兩個文檔信息輸出是一致的。我們在doc2添加了一張圖片,但是,同時也顯示在originDoc中,這是怎么回事呢?學習過C++的讀者都會有比較深刻的體會,這是因為上文中WordDocument的clone方法中只是簡單的進行了淺拷貝,引用類型的新對象doc2.mImages只是單純的指向了this.mImages引用,并沒有重新構(gòu)造一個mImages對象,然后將原始文檔中的圖片添加到新的mImages對象中,這樣就導(dǎo)致doc2.mImages與原始文檔中的是同一個對象,因此,修改了其中一個文檔中的圖片,另一個文檔也會受影響。那么如何解決這個問題呢?答案就是采用深拷貝,即在拷貝對象時,對于引用型的字段也要采用拷貝的形式,而不是單純引用的形式。
clone方法修改如下(其他不變):
@Override protected WordDocument clone(){ try{ WordDocument doc = (WordDocument)super.clone(); doc.mText = this.mText; //對mImages對象也調(diào)用clone()函數(shù),進行深拷貝 doc.mImages = (ArrayList<String>)this.mImages.clone(); return doc; }catch(Exception e){} return null; }
修改后在執(zhí)行上述代碼的結(jié)果是:
-------- WordDocument構(gòu)造函數(shù) -------- //originDoc -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 -------- Word Content End -------- //doc2 -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 -------- Word Content End -------- //副本修改后originDoc -------- Word Content Start -------- Text : 這是一篇文檔 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 -------- Word Content End -------- //副本修改后doc2 -------- Word Content Start -------- Text : 這是修改過的Doc2文本 Images List : image name : 圖片一 image name : 圖片二 image name : 圖片三 image name : 這是新添加的圖片 -------- Word Content End --------
可以看出現(xiàn)在互不影響,這個叫做深拷貝。
接著上面的疑問,其實String類型在淺拷貝時和引用類型一樣,沒有單獨復(fù)制,而是引用同一地址,因為String沒有實現(xiàn)cloneable接口,也就是說只能復(fù)制引用。(這里我們可以查看源碼可以看到,而ArrayList實現(xiàn)了cloneable接口)但是當修改其中的一個值的時候,會新分配一塊內(nèi)存用來保存新的值,這個引用指向新的內(nèi)存空間,原來的String因為還存在指向他的引用,所以不會被回收,這樣,雖然是復(fù)制的引用,但是修改值的時候,并沒有改變被復(fù)制對象的值。
所以在很多情況下,我們可以把String在clone的時候和基本類型做相同的處理,只是在equals時注意一些就行了。
原型模式是非常簡單的一個模式,它的核心問題就是對原始對象進行拷貝,在這個模式的使用過程中需要注意的一點就是:深、淺拷貝的問題。在開發(fā)過程中,為了減少錯誤,作者建議使用該模式時盡量使用深拷貝,避免操作副本時影響原始對象的問題。
七、Android源碼中的原型模式
示例代碼:
Uri uri = Uri.parse("smsto:110"); Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_SEND,uri); intent.putExtra("sms_body", "The SMS text"); //克隆 Intent intent2 = (Intent)intent.clone(); startActivity(intent2);
八、總結(jié)
原型模式本質(zhì)上就是對象的拷貝,與C++中的拷貝構(gòu)造函數(shù)有些類似,它們之間容易出現(xiàn)的問題也都是深拷貝、淺拷貝。使用原型模式可以解決構(gòu)建復(fù)雜對象的資源消耗問題,能夠在某些場景下提升創(chuàng)建對象的效率。
優(yōu)點:
(1)原型模式是在內(nèi)存中二進制流的拷貝,要比直接new一個對象性能好很多,特別是要在一個循環(huán)體內(nèi)產(chǎn)生大量對象時,原型模式可能更好的體現(xiàn)其優(yōu)點。
(2)還有一個重要的用途就是保護性拷貝,也就是對某個對象對外可能是只讀的,為了防止外部對這個只讀對象的修改,通??梢酝ㄟ^返回一個對象拷貝的形式實現(xiàn)只讀的限制。
缺點:
(1)這既是它的優(yōu)點也是缺點,直接在內(nèi)存中拷貝,構(gòu)造函數(shù)是不會執(zhí)行的,在實際開發(fā)中應(yīng)該注意這個潛在問題。優(yōu)點是減少了約束,缺點也是減少了約束,需要大家在實際應(yīng)用時考慮。
(2)通過實現(xiàn)Cloneable接口的原型模式在調(diào)用clone函數(shù)構(gòu)造實例時并不一定比通過new操作速度快,只有當通過new構(gòu)造對象較為耗時或者說成本較高時,通過clone方法才能夠獲得效率上的提升。
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文章名稱:Android中如何實現(xiàn)原型模式
文章位置:http://bm7419.com/article4/jcijoe.html
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