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