Android編程設計模式之原型模式實例詳解
本文實例講述了Android編程設計模式之原型模式。分享給大家供大家參考，具體如下：
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該有一個樣板實例，用戶從這個樣板對象中復制出一個內部屬性一致的對象，這個過程也就是我們俗稱的“克隆”。被復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)建復雜的或者構造耗時的實例，因為這種情況下，復制一個已經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，這個資源包括數據、硬件資源等，通過原型拷貝避免這些消耗。
（2）通過new產生一個對象需要非常繁瑣的數據準備或訪問權限，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用clone函數構造實例時并不一定比通過new操作速度快，只有當通過new構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時需要考慮構建對象的成本以及做一些效率上的測試。當然，實現原型模式也不一定非要實現Cloneable接口，也有其他的實現方式，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
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。用戶經過了長時間的內容編輯后，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構造函數 --------");
}
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)行結果：
-------- WordDocument構造函數 -------- //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果中發(fā)現，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對象也調用clone()函數，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)行上述代碼的結果是：
-------- WordDocument構造函數 -------- //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，沒有單獨復制，而是引用同一地址，因為String沒有實現cloneable接口，也就是說只能復制引用。（這里我們可以查看源碼可以看到，而ArrayList實現了cloneable接口）但是當修改其中的一個值的時候，會新分配一塊內存用來保存新的值，這個引用指向新的內存空間，原來的String因為還存在指向他的引用，所以不會被回收，這樣，雖然是復制的引用，但是修改值的時候，并沒有改變被復制對象的值。
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
原型模式本質上就是對象的拷貝，與C++中的拷貝構造函數有些類似，它們之間容易出現的問題也都是深拷貝、淺拷貝。使用原型模式可以解決構建復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)體內產生大量對象時，原型模式可能更好的體現其優(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只讀的限制。
缺點：
（1）這既是它的優(yōu)點也是缺點，直接在內存中拷貝，構造函數是不會執(zhí)行的，在實際開發(fā)中應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，需要大家在實際應用時考慮。
（2）通過實現Cloneable接口的原型模式在調用clone函數構造實例時并不一定比通過new操作速度快，只有當通過new構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。
更多關于Android相關內容感興趣的讀者可查看本站專題：《Android開發(fā)入門與進階教程》、《Android調試技巧與常見問題解決方法匯總》、《Android基本組件用法總結》、《Android視圖View技巧總結》、《Android布局layout技巧總結》及《Android控件用法總結》
希望本文所述對大家Android程序設計有所幫助。
相關文章
Android中應用界面主題Theme使用方法和頁面定時跳轉應用
在Android SDK中內置了下面的Theme，可以按標題欄Title Bar和狀態(tài)欄Status Bar是否可見來分類，感興趣的朋友可以了解下哈2013-06-06
Android使用VideoView播放本地視頻和網絡視頻的方法
本文將講解如何使用Android視頻播放器VideoView來播放本地視頻和網絡視頻，實現起來還是比較簡單的，有需要的可以參考借鑒。2016-08-08
Android RecyclerView實現拼團倒計時列表實例代碼
這篇文章主要給大家介紹了關于Android RecyclerView實現拼團倒計時列表的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對各位Android開發(fā)者們具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起學習學習吧2019-09-09
Android 中啟動自己另一個程序的activity如何實現
這篇文章主要介紹了Android 中啟動自己另一個程序的activity如何實現的相關資料,需要的朋友可以參考下2017-04-04
這篇文章主要介紹了Android實現閃屏及注冊和登錄界面之間的切換效果，實現思路是先分別實現閃屏、注冊界面、登錄界面的活動，再用Intent將相關的活動連接起來，實現不同活動之間的跳轉，對android 實現閃屏和界面切換感興趣的朋友一起看看吧2016-11-11
Android 創(chuàng)建與解析XML（五）——詳解Dom4j方式
本篇文章主要介紹了Android創(chuàng)建與解析XML(二)——詳解Dom4j方式,這里整理了詳細的代碼,有需要的小伙伴可以參考下。2016-11-11
Service是Android的四大組件之一，以下是我結合Android Doc和網上資料的學習總結，有不準確的地方請高手指出，互相學習嘛。。。2016-08-08
本文是此系列文章的第二篇，給大家介紹的是項目相關的內容，非常的細致全面，有需要的小伙伴可以參考下2016-02-02
Flutter開發(fā)setState能否在build中直接調用詳解
這篇文章主要為大家介紹了Flutter開發(fā)setState能否在build中直接調用詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪2022-10-10
本篇文章主要介紹了Android 基于Socket的聊天應用實例，具有一定的參考價值，有需要的可以了解一下。2016-12-12