對于開發人員來說，設計模式有時候就是一道坎，但是設計模式又非常有用，過了這道坎，它可以讓你水平提高一個檔次。而在android開發中，必要的了解一些設計模式又是必須的，因為設計模式在Android源碼中，可以說是無處不在。對于想系統的學習設計模式的同學，這里推薦一本書，《大話設計模式》。
Android常用設計模式系列：
面向對象的基礎特征
面向對象的設計原則
單例模式
模板模式
適配器模式
工廠模式
代理模式
原型模式
策略模式
Build模式
觀察者模式
裝飾者模式
中介模式
門面模式
原型模式
原型模式是非常常見的設計模式之一，寫個筆記，記錄一下我的學習過程和心得。
首先了解一些原型模式的定義。
用原型實例指定創建對象的種類，并通過拷貝這些原型創建新的對象。
又是一個看了讓人一臉懵逼的定義，不過沒關系，我們看下面的描述的非常清楚啦。
首先我們定義一個Person類
public class Person{
private String name;
private int age;
private double height;
private double weight;
public Person(){
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public double getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(double height) {
this.height = height;
}
public double getWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(double weight) {
this.weight = weight;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", height=" + height +
", weight=" + weight +
'}';
}
}
要實現原型模式，只需要按照下面的幾個步驟去實現即可。
- 實現Cloneable接口
public class Person implements Cloneable{
}
- 重寫Object的clone方法
@Override
public Object clone(){
return null;
}
- 實現clone方法中的拷貝邏輯
@Override
public Object clone(){
Person person=null;
try {
person=(Person)super.clone();
person.name=this.name;
person.weight=this.weight;
person.height=this.height;
person.age=this.age;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return person;
}
測試一下
public class Main {
public static void main(String [] args){
Person p=new Person();
p.setAge(18);
p.setName("張三");
p.setHeight(178);
p.setWeight(65);
System.out.println(p);
Person p1= (Person) p.clone();
System.out.println(p1);
p1.setName("李四");
System.out.println(p);
System.out.println(p1);
}
}
輸出結果如下
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0}
Person{name=’李四’, age=18, height=178.0, weight=65.0}
試想一下，兩個不同的人，除了姓名不一樣，其他三個屬性都一樣，用原型模式進行拷貝就會顯得異常簡單，這也是原型模式的應用場景之一。
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。
但是假設Person類里還有一個屬性叫興趣愛好，是一個List集合，就像這樣子
private ArrayList<String> hobbies=new ArrayList<String>();
public ArrayList<String> getHobbies() {
return hobbies;
}
public void setHobbies(ArrayList<String> hobbies) {
this.hobbies = hobbies;
}
在進行拷貝的時候要格外注意，如果你直接按之前的代碼那樣拷貝
@Override
public Object clone(){
Person person=null;
try {
person=(Person)super.clone();
person.name=this.name;
person.weight=this.weight;
person.height=this.height;
person.age=this.age;
person.hobbies=this.hobbies;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return person;
}
會帶來一個問題
使用測試代碼進行測試
public class Main {
public static void main(String [] args){
Person p=new Person();
p.setAge(18);
p.setName("張三");
p.setHeight(178);
p.setWeight(65);
ArrayList <String> hobbies=new ArrayList<String>();
hobbies.add("籃球");
hobbies.add("編程");
hobbies.add("長跑");
p.setHobbies(hobbies);
System.out.println(p);
Person p1= (Person) p.clone();
System.out.println(p1);
p1.setName("李四");
p1.getHobbies().add("游泳");
System.out.println(p);
System.out.println(p1);
}
}
我們拷貝了一個對象，并添加了一個興趣愛好進去，看下打印結果
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑]}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑]}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑, 游泳]}
Person{name=’李四’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑, 游泳]}
你會發現原來的對象的hobby也發生了變換。
其實導致這個問題的本質原因是我們只進行了淺拷貝，也就是只拷貝了引用，最終兩個對象指向的引用是同一個，一個發生變化另一個也會發生變換，顯然解決方法就是使用深拷貝。
@Override
public Object clone(){
Person person=null;
try {
person=(Person)super.clone();
person.name=this.name;
person.weight=this.weight;
person.height=this.height;
person.age=this.age;
person.hobbies=(ArrayList<String>)this.hobbies.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return person;
}
注意person.hobbies=(ArrayList)this.hobbies.clone();，不再是直接引用而是進行了一份拷貝。再運行一下，就會發現原來的對象不會再發生變化了。
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑]}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑]}
Person{name=’張三’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑]}
Person{name=’李四’, age=18, height=178.0, weight=65.0, hobbies=[籃球, 編程, 長跑, 游泳]}
其實有時候我們會更多的看到原型模式的另一種寫法。
- 在clone函數里調用構造函數，構造函數的入參是該類對象。
@Override
public Object clone(){
return new Person(this);
}
- 在構造函數中完成拷貝邏輯
public Person(Person person){
this.name=person.name;
this.weight=person.weight;
this.height=person.height;
this.age=person.age;
this.hobbies= new ArrayList<String>(hobbies);
}
其實都差不多，只是寫法不一樣。
廣泛應用
現在來挖挖android中的原型模式。
先看Bundle類，該類實現了Cloneable接口
public Object clone() {
return new Bundle(this);
}
public Bundle(Bundle b) {
super(b);
mHasFds = b.mHasFds;
mFdsKnown = b.mFdsKnown;
}
然后是Intent類，該類也實現了Cloneable接口
@Override
public Object clone() {
return new Intent(this);
}
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;
this.mContentUserHint = o.mContentUserHint;
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);
}
}
用法也顯得十分簡單，一旦我們要用的Intent與現有的一個Intent很多東西都是一樣的，那我們就可以直接拷貝現有的Intent，再修改不同的地方，便可以直接使用。
Uri uri = Uri.parse("smsto:10086");
Intent shareIntent = new Intent(Intent.ACTION_SENDTO, uri);
shareIntent.putExtra("sms_body", "hello");
Intent intent = (Intent)shareIntent.clone() ;
startActivity(intent);
網絡請求中一個最常見的開源庫OkHttp中，也應用了原型模式。它就在OkHttpClient這個類中，它實現了Cloneable接口
/** Returns a shallow copy of this OkHttpClient. */
@Override
public OkHttpClient clone() {
return new OkHttpClient(this);
}
private OkHttpClient(OkHttpClient okHttpClient) {
this.routeDatabase = okHttpClient.routeDatabase;
this.dispatcher = okHttpClient.dispatcher;
this.proxy = okHttpClient.proxy;
this.protocols = okHttpClient.protocols;
this.connectionSpecs = okHttpClient.connectionSpecs;
this.interceptors.addAll(okHttpClient.interceptors);
this.networkInterceptors.addAll(okHttpClient.networkInterceptors);
this.proxySelector = okHttpClient.proxySelector;
this.cookieHandler = okHttpClient.cookieHandler;
this.cache = okHttpClient.cache;
this.internalCache = cache != null ? cache.internalCache : okHttpClient.internalCache;
this.socketFactory = okHttpClient.socketFactory;
this.sslSocketFactory = okHttpClient.sslSocketFactory;
this.hostnameVerifier = okHttpClient.hostnameVerifier;
this.certificatePinner = okHttpClient.certificatePinner;
this.authenticator = okHttpClient.authenticator;
this.connectionPool = okHttpClient.connectionPool;
this.network = okHttpClient.network;
this.followSslRedirects = okHttpClient.followSslRedirects;
this.followRedirects = okHttpClient.followRedirects;
this.retryOnConnectionFailure = okHttpClient.retryOnConnectionFailure;
this.connectTimeout = okHttpClient.connectTimeout;
this.readTimeout = okHttpClient.readTimeout;
this.writeTimeout = okHttpClient.writeTimeout;
}
正如開頭的注釋Returns a shallow copy of this OkHttpClient，該clone方法返回了一個當前對象的淺拷貝對象。
至于其他框架中的原型模式，請讀者自行發現。
總結
總結一下觀察者模式的有確定及應用場景。
優點
- 使用原型模型創建一個對象比直接new一個對象更有效率，因為它直接操作內存中的二進制流，特別是復制大對象時，性能的差別非常明顯。
- 隱藏了制造新實例的復雜性，使得創建對象就像我們在編輯文檔時的復制粘貼一樣簡單。
缺點
- 由于使用原型模式復制對象時不會調用類的構造方法，所以原型模式無法和單例模式組合使用，因為原型類需要將clone方法的作用域修改為public類型，那么單例模式的條件就無法滿足了。
- 使用原型模式時不能有final對象。
- Object類的clone方法只會拷貝對象中的基本數據類型，對于數組，引用對象等只能另行拷貝。這里涉及到深拷貝和淺拷貝的概念。
