【移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】Android中如何實(shí)現(xiàn)原型模式

【移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】Android中如何實(shí)現(xiàn)原型模式

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Android中如何實(shí)現(xiàn)原型模式，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此在下分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。一、介紹原型模式是一個(gè)創(chuàng)建型的模式。原型二字表明了該模型應(yīng)該有一個(gè)樣板實(shí)例，用戶從這個(gè)樣板對(duì)象中復(fù)制出一個(gè)內(nèi)部屬性一致的對(duì)象，這個(gè)過(guò)程也就是我們俗稱的“克隆”。被復(fù)制的實(shí)例就是我們所稱的“原型”，這個(gè)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(shí)的實(shí)例，因?yàn)檫@種情況下，復(fù)制一個(gè)已經(jīng)存在的實(shí)例可使程序運(yùn)行更高效。二、定義用原型實(shí)例指定創(chuàng)建對(duì)象的種類，并通過(guò)拷貝這些原型創(chuàng)建新的對(duì)象。三、使用場(chǎng)景（1）類初始化需要消耗非常多的資源，這個(gè)資源包括數(shù)據(jù)、硬件資源等，通過(guò)原型拷貝避免這些消耗。（2）通過(guò)new產(chǎn)生一個(gè)對(duì)象需要非常繁瑣的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備或訪問(wèn)權(quán)限，這時(shí)可以使用原型模式。（3）一個(gè)對(duì)象需要提供給其他對(duì)象訪問(wèn)，而且各個(gè)調(diào)用者可能都需要修改其值時(shí)，可以考慮使用原型模式拷貝多個(gè)對(duì)象供調(diào)用者使用，即保護(hù)性拷貝。需要注意的是，通過(guò)實(shí)行Cloneable接口的原型模式在調(diào)用clone函數(shù)構(gòu)造實(shí)例時(shí)并不一定比通過(guò)new操作速度快，只有當(dāng)通過(guò)new構(gòu)造對(duì)象較為耗時(shí)或者說(shuō)成本較高時(shí)，通過(guò)clone方法才能夠獲得效率上的提升。因此，在使用Cloneable時(shí)需要考慮構(gòu)建對(duì)象的成本以及做一些效率上的測(cè)試。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)原型模式也不一定非要實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，也有其他的實(shí)現(xiàn)方式，這里將會(huì)對(duì)這些一一說(shuō)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(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)下面以簡(jiǎn)單的文檔拷貝為例來(lái)演示一下簡(jiǎn)單的原型模式，我們?cè)谶@個(gè)例子中首先創(chuàng)建了一個(gè)文檔對(duì)象，即WordDocument，這個(gè)文檔中含有文字和圖片。用戶經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的內(nèi)容編輯后，打算對(duì)該文檔做進(jìn)一步的編輯，但是，這個(gè)編輯后的文檔是否會(huì)被采用還不確定，因此，為了安全起見，用戶需要將當(dāng)前文檔拷貝一份，然后再在文檔副本上進(jìn)行修改，這與《EffectiveJava》一書中提到的保護(hù)性拷貝有些類似，如此，這個(gè)原始文檔就是我們上述所說(shuō)的樣板實(shí)例，也就是將要被“克隆”的對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)修改doc2后，只是影響了originDoc的mImages，而沒(méi)有改變mText。六、淺拷貝和深拷貝上述原型模式的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上只是一個(gè)淺拷貝，也稱影子拷貝，這份拷貝實(shí)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(xì)心的讀者可能從上面的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，最后兩個(gè)文檔信息輸出是一致的。我們?cè)赿oc2添加了一張圖片，但是，同時(shí)也顯示在originDoc中，這是怎么回事呢？學(xué)習(xí)過(guò)C++的讀者都會(huì)有比較深刻的體會(huì)，這是因?yàn)樯衔闹蠾ordDocument的clone方法中只是簡(jiǎn)單的進(jìn)行了淺拷貝，引用類型的新對(duì)象doc2.mImages只是單純的指向了this.mImages引用，并沒(méi)有重新構(gòu)造一個(gè)mImages對(duì)象，然后將原始文檔中的圖片添加到新的mImages對(duì)象中，這樣就導(dǎo)致doc2.mImages與原始文檔中的是同一個(gè)對(duì)象，因此，修改了其中一個(gè)文檔中的圖片，另一個(gè)文檔也會(huì)受影響。那么如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？答案就是采用深拷貝，即在拷貝對(duì)象時(shí)，對(duì)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(duì)mImages對(duì)象也調(diào)用clone()函數(shù)，進(jìn)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(guò)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(gè)叫做深拷貝。接著上面的疑問(wèn)，其實(shí)String類型在淺拷貝時(shí)和引用類型一樣，沒(méi)有單獨(dú)復(fù)制，而是引用同一地址，因?yàn)镾tring沒(méi)有實(shí)現(xiàn)cloneable接口，也就是說(shuō)只能復(fù)制引用。（這里我們可以查看源碼可以看到，而ArrayList實(shí)現(xiàn)了cloneable接口）但是當(dāng)修改其中的一個(gè)值的時(shí)候，會(huì)新分配一塊內(nèi)存用來(lái)保存新的值，這個(gè)引用指向新的內(nèi)存空間，原來(lái)的String因?yàn)檫€存在指向他的引用，所以不會(huì)被回收，這樣，雖然是復(fù)制的引用，但是修改值的時(shí)候，并沒(méi)有改變被復(fù)制對(duì)象的值。所以在很多情況下，我們可以把String在clone的時(shí)候和基本類型做相同的處理，只是在equals時(shí)注意一些就行了。原型模式是非常簡(jiǎn)單的一個(gè)模式，它的核心問(wèn)題就是對(duì)原始對(duì)象進(jìn)行拷貝，在這個(gè)模式的使用過(guò)程中需要注意的一點(diǎn)就是：深、淺拷貝的問(wèn)題。在開發(fā)過(guò)程中，為了減少錯(cuò)誤，作者建議使用該模式時(shí)盡量使用深拷貝，避免操作副本時(shí)影響原始對(duì)象的問(wèn)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(duì)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(wèn)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(duì)象的資源消耗問(wèn)題，能夠在某些場(chǎng)景下提升創(chuàng)建對(duì)象的效率。優(yōu)點(diǎn)：（1）原型模式是在內(nèi)存中二進(jìn)制流的拷貝，要比直接new一個(gè)對(duì)象性能好很多，特別是要在一個(gè)循環(huán)體內(nèi)產(chǎn)生大量對(duì)象時(shí)，原型模式可能更好的體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)。（2）還有一個(gè)重要的用途就是保護(hù)性拷貝，也就是對(duì)某個(gè)對(duì)象對(duì)外可能是只讀的，為了防止外部對(duì)這個(gè)只讀對(duì)象的修改，通?？?/p>