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| Original file line number | Diff line number | Diff line change |
|---|---|---|
| @@ -0,0 +1,255 @@ | ||
| Android设计模式源码解析之原型模式 | ||
| ==================================== | ||
| > 本文为 [Android 设计模式源码解析](https://github.com/simple-android-framework-exchange/android_design_patterns_analysis) 中 原型模式 分析 | ||
| > Android系统版本： 2.3 | ||
| > 分析者：[Mr.Simple](https://github.com/bboyfeiyu)，分析状态：未完成，校对者：[Mr.Simple](https://github.com/bboyfeiyu)，校对状态：完成 | ||
| ## 1. 模式介绍 | ||
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||
| ### 模式的定义 | ||
| 用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。 | ||
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|
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||
| ### 模式的使用场景 | ||
| 1. 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗； | ||
| 2. 通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式； | ||
| 3. 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。 | ||
|
|
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|
|
||
| ## 2. UML类图 | ||
|  | ||
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|
||
| ### 角色介绍 | ||
| * Client : 客户端用户。 | ||
| * Prototype : 抽象类或者接口，声明具备clone能力。 | ||
| * ConcretePrototype : 具体的原型类. | ||
|
|
||
|
|
||
| ## 3. 模式的简单实现 | ||
| ### 简单实现的介绍 | ||
|
|
||
| 下面我们以简单的文档拷贝为例来演示一下简单的原型模式模式。 | ||
|
|
||
| ### 实现源码 | ||
|
|
||
| ```java | ||
| package com.dp.example.builder; | ||
|
|
||
|
|
||
| package com.dp.example.prototype; | ||
|
|
||
| import java.util.ArrayList; | ||
| import java.util.List; | ||
|
|
||
| /** | ||
| * 文档类型, 扮演的是ConcretePrototype角色，而cloneable是代表prototype角色 | ||
| * | ||
| * @author mrsimple | ||
| */ | ||
| public class WordDocument implements Cloneable { | ||
| /** | ||
| * 文本 | ||
| */ | ||
| private String mText; | ||
| /** | ||
| * 图片名列表 | ||
| */ | ||
| private ArrayList<String><string> mImages = new ArrayList<String><string>(); | ||
|
|
||
| public WordDocument() { | ||
| System.out.println("----------- WordDocument构造函数 -----------"); | ||
| } | ||
|
|
||
| /** | ||
| * 克隆对象 | ||
| */ | ||
| @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; | ||
| } | ||
|
|
||
| public String getText() { | ||
| return mText; | ||
| } | ||
|
|
||
| public void setText(String mText) { | ||
| this.mText = mText; | ||
| } | ||
|
|
||
| public List<string> getImages() { | ||
| return mImages; | ||
| } | ||
|
|
||
| /** | ||
| * @param img | ||
| */ | ||
| public void addImage(String img) { | ||
| this.mImages.add(img); | ||
| } | ||
|
|
||
| /** | ||
| * 打印文档内容 | ||
| */ | ||
| public void showDocument() { | ||
| System.out.println("----------- Word Content Start -----------"); | ||
| System.out.println("Text : " + mText); | ||
| System.out.println("Images List: "); | ||
| for (String imgName : mImages) { | ||
| System.out.println("image name : " + imgName); | ||
| } | ||
| System.out.println("----------- Word Content End -----------"); | ||
| } | ||
| } | ||
| ``` | ||
|
|
||
| 通过WordDocument类模拟了word文档中的基本元素，即文字和图片。WordDocument的在该原型模式示例中扮演的角色为ConcretePrototype， 而Cloneable的角色则为Prototype。WordDocument实现了clone方法以实现对象克隆。下面我们看看Client端的使用 : | ||
|
|
||
| ```java | ||
| public class Client { | ||
| public static void main(String[] args) { | ||
| WordDocument originDoc = new WordDocument(); | ||
| originDoc.setText("这是一篇文档"); | ||
| originDoc.addImage("图片1"); | ||
| originDoc.addImage("图片2"); | ||
| originDoc.addImage("图片3"); | ||
| originDoc.showDocument(); | ||
|
|
||
| WordDocument doc2 = originDoc.clone(); | ||
| doc2.showDocument(); | ||
|
|
||
| doc2.setText("这是修改过的Doc2文本"); | ||
| doc2.showDocument(); | ||
|
|
||
| originDoc.showDocument(); | ||
| } | ||
|
|
||
| } | ||
| ``` | ||
| 输出结果如下 : | ||
|  | ||
|
|
||
| 可以看到，doc2是通过originDoc.clone()创建的，并且doc2第一次输出的时候和originDoc输出是一样的。即doc2是originDoc的一份拷贝，他们的内容是一样的，而doc2修改了文本内容以后并不会影响originDoc的文本内容。需要注意的是通过clone拷贝对象的时候并不会执行构造函数！ | ||
|
|
||
|
|
||
| ### 浅拷贝和深拷贝 | ||
| 将main函数的内容修改为如下 : | ||
|
|
||
| ```java | ||
| public static void main(String[] args) { | ||
| WordDocument originDoc = new WordDocument(); | ||
| originDoc.setText("这是一篇文档"); | ||
| originDoc.addImage("图片1"); | ||
| originDoc.addImage("图片2"); | ||
| originDoc.addImage("图片3"); | ||
| originDoc.showDocument(); | ||
|
|
||
| WordDocument doc2 = originDoc.clone(); | ||
|
|
||
| doc2.showDocument(); | ||
|
|
||
| doc2.setText("这是修改过的Doc2文本"); | ||
| doc2.addImage("哈哈.jpg"); | ||
| doc2.showDocument(); | ||
|
|
||
| originDoc.showDocument(); | ||
| } | ||
| ``` | ||
|
|
||
| 输出结果如下 : | ||
|  | ||
| 细心的朋友可能发现了，在doc2添加了一张名为"哈哈.jpg"的照片，但是却也显示在originDoc中？这是怎么回事呢？ 其实学习过C++的朋友都知道，这是因为上文中WordDocument的clone方法中只是简单的进行浅拷贝，引用类型的新对象doc2的mImages只是单纯的指向了this.mImages引用，而并没有进行拷贝。doc2的mImages添加了新的图片，实际上也就是往originDoc里添加了新的图片，所以originDoc里面也有"哈哈.jpg" 。那如何解决这个问题呢？ 那就是采用深拷贝，即在拷贝对象时，对于引用型的字段也要采用拷贝的形式，而不是单纯引用的形式。示例如下 : | ||
|
|
||
| ```java | ||
| /** | ||
| * 克隆对象 | ||
| */ | ||
| @Override | ||
| protected WordDocument clone() { | ||
| try { | ||
| WordDocument doc = (WordDocument) super.clone(); | ||
| doc.mText = this.mText; | ||
| // doc.mImages = this.mImages; | ||
| doc.mImages = (ArrayList<String>) this.mImages.clone(); | ||
| return doc; | ||
| } catch (Exception e) { | ||
| } | ||
|
|
||
| return null; | ||
| } | ||
| ``` | ||
|
|
||
| 如上代码所示，将doc.mImages指向this.mImages的一份拷贝， 而不是this.mImages本身，这样在doc2添加图片时并不会影响originDoc，如图所示 : | ||
|  | ||
|
|
||
|
|
||
| ## Android源码中的模式实现 | ||
| 在Android源码中，我们以熟悉的Intent来分析源码中的原型模式。简单示例如下 : | ||
|
|
||
| ```java | ||
| Uri uri = Uri.parse("smsto:0800000123"); | ||
| Intent shareIntent = new Intent(Intent.ACTION_SENDTO, uri); | ||
| shareIntent.putExtra("sms_body", "The SMS text"); | ||
|
|
||
| Intent intent = (Intent)shareIntent.clone() ; | ||
| startActivity(intent); | ||
| ``` | ||
|
|
||
| 结果如下 : | ||
|
|
||
|  | ||
|
|
||
| 可以看到，我们通过shareIntent.clone方法拷贝了一个对象intent, 然后执行startActivity(intent)， 随即就进入了短信页面，号码为0800000123,文本内容为The SMS text，即这些内容都与shareIntent一致。 | ||
|
|
||
| ```java | ||
| @Override | ||
| public Object clone() { | ||
| return new Intent(this); | ||
| } | ||
|
|
||
| /** | ||
| * Copy constructor. | ||
| */ | ||
| public Intent(Intent o) { | ||
| this.mAction = o.mAction; | ||
| this.mData = o.mData; | ||
| this.mType = o.mType; | ||
| this.mPackage = o.mPackage; | ||
| this.mComponent = o.mComponent; | ||
| this.mFlags = o.mFlags; | ||
| if (o.mCategories != null) { | ||
| this.mCategories = new ArraySet<String>(o.mCategories); | ||
| } | ||
| if (o.mExtras != null) { | ||
| this.mExtras = new Bundle(o.mExtras); | ||
| } | ||
| if (o.mSourceBounds != null) { | ||
| this.mSourceBounds = new Rect(o.mSourceBounds); | ||
| } | ||
| if (o.mSelector != null) { | ||
| this.mSelector = new Intent(o.mSelector); | ||
| } | ||
| if (o.mClipData != null) { | ||
| this.mClipData = new ClipData(o.mClipData); | ||
| } | ||
| } | ||
| ``` | ||
|
|
||
| 可以看到，clone方法实际上在内部调用了new Intent(this); 这就和C++中的拷贝构造函数完全一致了，而且是深拷贝。由于该模式比较简单，就不做太多说明。 | ||
|
|
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|
|
||
| ## 4. 杂谈 | ||
| ### 优点与缺点 | ||
| * 优点 | ||
| 原型模式是在内存二进制流的拷贝，要比直接 new 一个对象性能好很多，特别是要在一个循环体内产生大量的对象时，原型模式可以更好地体现其优点。 | ||
|
|
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| * 缺点 | ||
| 这既是它的优点也是缺点，直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的，在实际开发当中应该注意这个潜在的问题。优点就是减少了约束，缺点也是减少了约束，需要大家在实际应用时考虑。 | ||
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|