前言在上一篇中我们学习了工厂模式,介绍了简单工厂模式、工厂方法和抽象工厂模式。本篇则介绍设计模式中属于创建型模式的建造者模式和原型模式。
建造者模式简介建造者模式是属于创建型模式。建造者模式使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
简单的来说就是将一个复杂的东西抽离出来,对外提供一个简单的调用,可以在同样的构建过程创建不同的表示。和工厂模式很相似,不过相比而言更加注重组件的装配。
这里用一个示例来进行说明。
我们一天吃的食物有这些,煎饼、盒饭、拉面、豆浆、牛奶和果汁。分为三餐、早餐、午餐和晚餐,餐点主要包含吃的(俗称饭)和喝的(豆浆,果汁之类的),那么我们可以把煎饼和豆浆作为早餐,盒饭和果汁作为午餐,这样我们可以清楚的知道要吃早餐和午餐包含什么食物。
首先我们定义一个食物类,有两个属性,吃的和喝的。
class meal{ private string food; private string drinks; public string getfood() { return food; } public void setfood(string food) { this.food = food; } public string getdrinks() { return drinks; } public void setdrinks(string drinks) { this.drinks = drinks; }}
定义了食物时候,我们在定义一个食物的标准接口,一份食物包含什么,其实也就是吃的和喝的。
interface ibuilderfood{ void buildfood(); void builddrinks(); meal createmeal();}
食物接口定义一个吃的和一个喝的组件,然后通过createmeal()方法返回我们需要的食物。
那么现在我们便可以定义一份早餐和午餐。
代码示例:
class breakfast implements ibuilderfood{ meal meal; public breakfast(){ meal=new meal(); } @override public void buildfood() { meal.setfood("煎饼"); } @override public void builddrinks() { meal.setdrinks("豆浆"); } @override public meal createmeal() { return meal; }}class lunch implements ibuilderfood{ meal meal; public lunch(){ meal=new meal(); } @override public void buildfood() { meal.setfood("盒饭"); } @override public void builddrinks() { meal.setdrinks("果汁"); } @override public meal createmeal() { return meal; }}
定义完之后,建造早餐和午餐的的过程已经完毕了。但是这并不是建造者模式,它有个核心的director(导演者),它用来创建复杂对象的部分,对该部分进行完整的创建或者按照一定的规则进行创建。那么这里我们可以创建一个director,用来创建一份餐点。至于创建的是什么餐点,它不用知道,这一点由调用者来进行决定。
这里我们就可以定义一个饭店,可以创建一份餐点,创建什么餐点有顾客决定。
代码示例:
class foodstore{ public meal createbreakfast(ibuilderfood bf){ bf.builddrinks(); bf.buildfood(); return bf.createmeal(); }}
创建完成这个director之后,我们再来进行调用测试。
代码示例:
public class buildertest { public static void main(string[] args) { foodstore foodstore=new foodstore(); meal meal=foodstore.createbreakfast(new breakfast()); meal meal2=foodstore.createbreakfast(new lunch()); system.out.println("小明早上吃的是:"+meal.getfood()+",喝的饮料是:"+meal.getdrinks()); system.out.println("小明中午吃的是:"+meal2.getfood()+",喝的饮料是:"+meal2.getdrinks()); }}
输出结果:
小明早上吃的是:煎饼,喝的饮料是:豆浆小明中午吃的是:盒饭,喝的饮料是:果汁
简单的介绍了下建造者模式的运作原理,可以概况为这4点:
builder:指定一个抽象的接口,规定该产品所需实现部件的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
concretebuilder:需实现builder接口,并且针对不同的逻辑,进行不同方法的创建,最终提供该产品的实例。
director:用来创建复杂对象的部分,对该部分进行完整的创建或者按照一定的规则进行创建。
product:示被构造的复杂对象。
使用场景:
适用一些基本组件不便,但是组合经常变化的时候。比如超市促销的大礼包。
优点:
建造者独立,易扩展。
便于控制细节风险。
缺点
内部结构复杂,不易于理解。
产品直接需要有共同点,范围有控制。
原型模式原型模式(prototype pattern)是用于创建重复的对象,同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
一般来说我们在创建对象的时候是直接创建的,但是创建该对象的代价很大的时候,重复的二次创建就有些不划算,这时我们就可以使用原型模式。
打个比方,我们都发送过邮件,在节日的时候一般发送的是祝福语句,在这些祝福语句中,一般除了名字不一样之外,大部分都是一样的。这时我们就可以利用该模式来进行相应出创建。
这里还是用一个的简单的示例来说明。
小明和小红在同一天生日,然后我们需要给他们发送邮件进行祝福,但是由于比较懒,祝福语除了名字之外都是一样的。这时我们就可以先完成祝福语的编写,然后克隆该祝福语,最后根据不同的名称进行发送。不过这里就从简了,只是简单的打印下而已。
代码示例:
public class prototypetest { public static void main(string[] args) { mail mail=new mail(); mail.setmsg("生日快乐!"); mail mail2=(mail) mail.clone(); mail.setname("小明"); mail2.setname("小红"); system.out.println(mail.tostring()); system.out.println(mail2.tostring()); }} class mail implements cloneable { private string name; private string msg; public string getname() { return name; } public void setname(string name) { this.name = name; } public string getmsg() { return msg; } public void setmsg(string msg) { this.msg = msg; } public object clone() { object clone = null; try { clone = super.clone(); } catch (clonenotsupportedexception e) { e.printstacktrace(); } return clone; } @override public string tostring() { return name + ":" + msg ; } }
输出结果:
小明:生日快乐!小红:生日快乐!
看完原型模式的创建,是不是感觉就是和java中克隆即为类似呢?
实际上它的核心也就是克隆。
克隆有两种,浅克隆和深克隆,本文主要介绍的是浅克隆。
浅克隆:
在浅克隆中,如果原型对象的成员变量是值类型,将复制一份给克隆对象;如果原型对象的成员变量是引用类型,则将引用对象的地址复制一份给克隆对象,也就是说原型对象和克隆对象的成员变量指向相同的内存地址。
简单来说,在浅克隆中,当对象被复制时只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量,而引用类型的成员对象并没有复制。
实现cloneable接口并重写object类中的clone()方法;
深克隆:
在深克隆中,无论原型对象的成员变量是值类型还是引用类型,都将复制一份给克隆对象,深克隆将原型对象的所有引用对象也复制一份给克隆对象。
简单来说,在深克隆中,除了对象本身被复制外,对象所包含的所有成员变量也将复制。
实现serializable接口,通过对象的序列化和反序列化实现克隆,可以实现真正的深度克隆。
使用场景:
类初始化的时候需要消耗大量资源的时候;
获取数据库连接繁琐的时候;
一个对象,有很多个修改者的时候;
优点:
1.可以提升性能;
缺点:
1.因为必须实现cloneable 接口,所以用起来可能不太方便。
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