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Design Patterns - Prototype Pattern 介绍

原型模式是指在考虑性能的同时创建重复的对象。这种设计模式属于创建模式,因为该模式提供了创建对象的最佳方法之一。

此模式涉及实现原型接口,该接口告知创建当前对象的克隆。当直接创建对象的成本很高时,使用此模式。例如,要在进行昂贵的数据库操作之后创建一个对象。我们可以缓存对象,在下一个请求时返回其克隆,并在需要时更新数据库,从而减少数据库调用。

实作

我们将创建一个抽象类 Shape 和一些具体的类来扩展 Shape 类。 ShapeCache 类定义为下一步,该步骤将形状对象存储在 Hashtable 中,并在请求时返回其克隆。

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

Prototype Pattern UML Diagram

第1步

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;
   }
}

第2步

创建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.");
   }
}

第三步

创建一个类以从数据库中获取具体的类,并将其存储在 Hashtable 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);
   }
}

第四步

原型模式演示使用 ShapeCache 类获取存储在哈希表中的形状的克隆。

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());		
   }
}

第5步

验证输出。

Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle
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