原型模式详解(Java)
原型模式(Prototype Pattern),作为一种极具代表性的创建型设计模式,其核心思想在于通过复制,亦即克隆现有的对象,来达成创建新对象的目的,而非依赖传统的构造函数途径。这一模式巧妙地基于现有对象的克隆机制,实现在运行时动态地创建对象,同时有效地规避因频繁创建对象而引发的资源消耗问题。本文将全面且深入地探讨原型模式的内涵,并通过 Java 示例来直观地展现其具体实现过程。
原型模式的关键角色
在原型模式的结构体系中,通常涵盖以下至关重要的角色:
1. 抽象原型(Prototype) :这一角色明确定义了克隆方法的接口规范,所有具体原型类都必须无一例外地实现该接口。它充当了克隆操作的基石,为后续的克隆行为提供了统一的接口标准。
2. 具体原型(Concrete Prototype) :具体原型类忠实实现了抽象原型接口中规定的克隆方法,细致地提供了克隆操作的具体实现逻辑。它是实际进行克隆操作的主要载体,能够依据自身的状态信息生成与之对应的克隆对象。
3. 原型管理器(Prototype Manager) :原型管理器角色肩负着管理原型对象创建、注册以及复制操作的重大职责。在实际使用中,我们可以通过原型管理器便捷地获取新的对象实例,从而简化对象的创建流程,提高系统的整体效率。
克隆方式:浅复制与深复制
在原型模式的实施过程中,克隆操作被划分为浅复制和深复制两种截然不同的方式:
● 浅复制 :仅针对对象本身进行复制,而对于对象所引用的其他对象则不予复制。换言之,新对象与原始对象在引用类型属性上是共享的,这意味着对其中一个对象的修改可能会影响到另一个对象的状态。
● 深复制 :不仅复制对象本身,还递归地对对象引用的所有其他对象进行复制。如此一来,新对象与原始对象之间实现了完全的独立,彼此没有任何引用上的共享,确保了对象状态的完整隔离。
Java 示例
接下来,我们将通过一个简明扼要的 Java 示例来生动地展示原型模式的具体实现过程,同时涵盖浅克隆和深克隆的示范。
首先,定义一个抽象原型接口,其代码如下所示:
public interface Prototype {Prototype clone();
}
该接口仅仅声明了一个 clone 方法,用于后续实现克隆操作。
然后,我们创建一个具体原型类,并实现克隆方法,具体代码如下:
public class Shape implements Prototype {public int x;public int y;public String color;public Shape() {}@Overridepublic Shape clone() {return new Shape(this);}public Shape(Shape target) {if (target!= null) {this.x = target.x;this.y = target.y;this.color = target.color;}}
}
在上述代码中,我们通过传递现有对象到构造函数的方式来实现浅克隆,新对象仅复制了基本类型属性,从而确保了与原始对象在值上的独立性。
对于深克隆的场景,假设 Shape 类拥有一个引用类型属性 Line,为了确保 Line 对象也被完整复制,我们需要对 Line 对象进行深克隆。以下是深克隆的实现示例代码:
public class Shape implements Prototype {public int x;public int y;public String color;public Line line;public Shape() {}@Overridepublic Shape clone() {Shape clonedShape = new Shape(this);clonedShape.line = line.clone(); // 深克隆 line 对象return clonedShape;}public Shape(Shape target) {if (target!= null) {this.x = target.x;this.y = target.y;this.color = target.color;this.line = target.line;}}
}
在此示例中,我们通过递归调用 Line 对象的 clone 方法,确保了 Shape 对象及其引用的 Line 对象都得到了完整的复制,从而实现了深克隆的效果。
适用场景
原型模式在以下多种场景中展现出了极高的适用性和价值:
1. 当对象的创建过程异常复杂或者耗时较长时,借助复制一个已经创建完成的实例来获取新的实例,能够显著提升性能,避免因重复创建而带来的资源浪费。
2. 当一个类的实例之间相互独立,并且具有相同的结构特征时,采用原型模式可以极大地简化创建过程,提高代码的复用性。
3. 在需要创建大量相同或相似对象的情境下,使用原型模式能够有效避免重复创建对象,降低系统的负担,提升整体运行效率。
小结
原型模式通过巧妙地克隆现有对象来创建新对象,成功地避开了创建对象时繁重的初始化和构造过程,从而显著提高了系统的性能以及资源利用率。在应用原型模式时,我们务必高度重视克隆对象的深拷贝和浅拷贝问题,依据实际需求审慎选择合适的克隆方式,以确保系统的稳定性和效率。
通过上述详尽的解释和示例,我们可以清晰地看到原型模式在 Java 中的具体应用场景及其不可忽视的重要性。熟练掌握原型模式,将有助于在实际开发工作中大幅提升代码的复用性和性能,为系统架构的优化奠定坚实的基础
相关文章:
原型模式详解(Java)
原型模式(Prototype Pattern),作为一种极具代表性的创建型设计模式,其核心思想在于通过复制,亦即克隆现有的对象,来达成创建新对象的目的,而非依赖传统的构造函数途径。这一模式巧妙地基于现有对…...
内存条2R×4 2400和4R×4 2133的性能差异
内存条2R4 2400和4R4 2133的性能差异 2R4 2400 和 4R4 2133 是两种不同的内存条规格,主要在Rank数量和频率上有所不同,具体性能差异如下: 1. Rank数量 2R4:表示内存条有2个Rank,每个Rank有4个内存芯片。4R4ÿ…...
安装并配置 MySQL
MySQL 是世界上最流行的开源关系型数据库管理系统之一,因其高性能、可靠性和易用性而被广泛应用于各种规模的企业级应用中。本文将详细介绍如何在不同的操作系统上安装和配置 MySQL,帮助你快速搭建起一个功能完善的数据库环境。 选择适合你的安装方式 …...
常用的网络安全设备
一、 WAF 应用防火墙 范围:应用层防护软件 作用: 通过特征提取和分块检索技术进行模式匹配来达到过滤,分析,校验网络请求包的目的,在保证正常网络应用功能的同时,隔绝或者阻断无效或者非法的攻击请求 可…...
【蓝桥】线性DP--最快洗车时间
题目描述 解题思路 完整代码 举例 总结 基于 0/1 背包思想 解决 洗车时间分配问题,本质上是子集和问题【给定一个 正整数数组 nums 和一个目标值 target,判断是否可以从 nums 选择 若干个数(每个数最多选一次),使…...
Spring Boot比Spring多哪些注解?
Spring Boot 相比 Spring 多了很多自动化配置和简化开发的注解,主要包括以下几类: Spring Boot 启动与自动配置相关Spring Boot 配置相关Spring Boot Web 相关Spring Boot 测试相关Spring Boot 条件装配相关Spring Boot 监控与 Actuator 相关 1. Spring…...
springboot021校园周边美食探索及分享平台
版权声明 所有作品均为本人原创,提供参考学习使用,如需要源码数据库配套文档请移步 www.taobysj.com 搜索获取 技术实现 开发语言:Javavue。 框架:后端spingboot前端vue。 模式:B/S。 数据库:mysql。 开…...
【网络通信】传输层之UDP协议
【网络通信】传输层之UDP协议 传输层端对端通信实现端到端通信的关键技术 UDP协议再谈端口号端口号划分关于端口号的两个问题 UDP协议基本格式UDP通信的特点UDP的缓冲区UDP数据报的最大长度基于UDP的应用层协议如何封装UDP报文以及如何交付UDP报文进一步理解封装和解包 传输层 …...
Python环境搭建与量化交易开发:从基础到实战
Python环境搭建与量化交易开发:从基础到实战 在量化交易领域,Python因其强大的数据处理能力和丰富的库支持而成为首选编程语言。本文将指导您如何在本地搭建一个适合量化交易的Python环境,并介绍一些实用的工具和技巧。 《QMT开通规则分享》…...
软著申请(六)软著返修流程【2025年最新版】
软著申请(六)软著返修流程【2025年最新版】 一、软著返修流程1、软著返修流程须知2、相关细节二、针对大模型特殊补正条件三、备注本服务提供详细的软件著作权申请流程指导。申请人严格按照指导步骤完成申请,若最终未能成功获得著作权登记,可联系服务提供方进行免费咨询和指…...
SOUI基于Zint生成Code11码
Code 11 是一种高密度的数字条形码,主要用于标识电信设备和电子元件。它的名称来源于其能够编码 11 种字符:数字 0-9 和连接符 -。Code 11 是一种双向可读的条形码,支持校验位以提高数据准确性。 在使用BARCODE_CODE11码制生成code 11码时可指…...
sqlilabs第八关
?id1 and sleep(2)-- 发现页面存在注点,使用时间盲注脚本进行注入--- import requestsdef inject_database(url):name #name用于存储猜测出的数据库名称 for i in range(1, 20): # 假设数据库名称长度不超过20low 48 # 0high 122 # zmiddle (low high…...
基于HAL库的按钮实验
实验目的 掌握STM32 HAL库的GPIO输入配置方法。 实现通过按钮控制LED亮灭(支持轮询和中断两种模式)。 熟悉STM32CubeMX的外部中断(EXTI)配置流程。 实验硬件 开发板:STM32系列开发板(如STM32F103C8T6、N…...
DeepSeek 突然来袭,AI 大模型变革的危机与转机藏在哪?
随着人工智能技术的飞速发展,大模型领域不断涌现出具有创新性的成果。DeepSeek 的横空出世,为 AI 大模型领域带来了新的变革浪潮。本文将深入探讨 DeepSeek 出现后 AI 大模型面临的危机与转机。 冲冲冲!!! 目录 一、…...
prompt技术结合大模型 生成测试用例
要利用prompt技术结合大模型对目标B/S架构软件系统进行测试,以下以使用Python调用OpenAI的GPT模型进行功能测试用例生成,再借助Selenium库执行测试为例,给出一个完整的实现示例。 前提条件 安装依赖库:你需要安装openai和selenium库,可以使用以下命令进行安装:pip insta…...
【C++ 真题】P2920 [USACO08NOV] Time Management S
P2920 [USACO08NOV] Time Management S 题目描述 Ever the maturing businessman, Farmer John realizes that he must manage his time effectively. He has N jobs conveniently numbered 1…N (1 < N < 1,000) to accomplish (like milking the cows, cleaning the …...
pip安装指定版本的包
个人博客地址:pip安装指定版本的包 | 一张假钞的真实世界 使用以下命令安装指定版本的包: # pip install pyspark2.3.3...
【pytest】获取所有用例名称并存于数据库
数据库操作包,引用前面创建的py文件,【sqlite】python操作sqlite3(含测试) #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # Time : 2025-02-11 8:45 # Author : duxiaowei # File : get_filename.py # Software: 这个文…...
Java中原子操作的实现原理
目录 一、处理器如何实现原子操作? 1.使用总线锁保证原子性 1.使用缓存锁保证原子性 二、Java如何实现原子操作? 1)使用循环CAS实现原子操作 2)CAS实现原子操作的三大问题 3)使用锁机制实现原子操作 前言 原子&…...
25农村发展研究生复试面试问题汇总 农村发展专业知识问题很全! 农村发展复试全流程攻略 农村发展考研复试真题汇总
农村发展复试当然有好的建议!前提是复试重点面试题背好! 你是不是也在为农村发展考研复试发愁?担心自己准备不充分、表现不好?别急!今天,学姐——复试面试拿下90分成功上岸的学姐,来给大家分享…...
Vim 调用外部命令学习笔记
Vim 外部命令集成完全指南 文章目录 Vim 外部命令集成完全指南核心概念理解命令语法解析语法对比 常用外部命令详解文本排序与去重文本筛选与搜索高级 grep 搜索技巧文本替换与编辑字符处理高级文本处理编程语言处理其他实用命令 范围操作示例指定行范围处理复合命令示例 实用技…...
变量 varablie 声明- Rust 变量 let mut 声明与 C/C++ 变量声明对比分析
一、变量声明设计:let 与 mut 的哲学解析 Rust 采用 let 声明变量并通过 mut 显式标记可变性,这种设计体现了语言的核心哲学。以下是深度解析: 1.1 设计理念剖析 安全优先原则:默认不可变强制开发者明确声明意图 let x 5; …...
【Python】 -- 趣味代码 - 小恐龙游戏
文章目录 文章目录 00 小恐龙游戏程序设计框架代码结构和功能游戏流程总结01 小恐龙游戏程序设计02 百度网盘地址00 小恐龙游戏程序设计框架 这段代码是一个基于 Pygame 的简易跑酷游戏的完整实现,玩家控制一个角色(龙)躲避障碍物(仙人掌和乌鸦)。以下是代码的详细介绍:…...
Unity3D中Gfx.WaitForPresent优化方案
前言 在Unity中,Gfx.WaitForPresent占用CPU过高通常表示主线程在等待GPU完成渲染(即CPU被阻塞),这表明存在GPU瓶颈或垂直同步/帧率设置问题。以下是系统的优化方案: 对惹,这里有一个游戏开发交流小组&…...
OPenCV CUDA模块图像处理-----对图像执行 均值漂移滤波(Mean Shift Filtering)函数meanShiftFiltering()
操作系统:ubuntu22.04 OpenCV版本:OpenCV4.9 IDE:Visual Studio Code 编程语言:C11 算法描述 在 GPU 上对图像执行 均值漂移滤波(Mean Shift Filtering),用于图像分割或平滑处理。 该函数将输入图像中的…...
高效线程安全的单例模式:Python 中的懒加载与自定义初始化参数
高效线程安全的单例模式:Python 中的懒加载与自定义初始化参数 在软件开发中,单例模式(Singleton Pattern)是一种常见的设计模式,确保一个类仅有一个实例,并提供一个全局访问点。在多线程环境下,实现单例模式时需要注意线程安全问题,以防止多个线程同时创建实例,导致…...
算法岗面试经验分享-大模型篇
文章目录 A 基础语言模型A.1 TransformerA.2 Bert B 大语言模型结构B.1 GPTB.2 LLamaB.3 ChatGLMB.4 Qwen C 大语言模型微调C.1 Fine-tuningC.2 Adapter-tuningC.3 Prefix-tuningC.4 P-tuningC.5 LoRA A 基础语言模型 A.1 Transformer (1)资源 论文&a…...
华为OD机考-机房布局
import java.util.*;public class DemoTest5 {public static void main(String[] args) {Scanner in new Scanner(System.in);// 注意 hasNext 和 hasNextLine 的区别while (in.hasNextLine()) { // 注意 while 处理多个 caseSystem.out.println(solve(in.nextLine()));}}priv…...
永磁同步电机无速度算法--基于卡尔曼滤波器的滑模观测器
一、原理介绍 传统滑模观测器采用如下结构: 传统SMO中LPF会带来相位延迟和幅值衰减,并且需要额外的相位补偿。 采用扩展卡尔曼滤波器代替常用低通滤波器(LPF),可以去除高次谐波,并且不用相位补偿就可以获得一个误差较小的转子位…...
算术操作符与类型转换:从基础到精通
目录 前言:从基础到实践——探索运算符与类型转换的奥秘 算术操作符超级详解 算术操作符:、-、*、/、% 赋值操作符:和复合赋值 单⽬操作符:、--、、- 前言:从基础到实践——探索运算符与类型转换的奥秘 在先前的文…...
