Основной целью шаблонов проектирования прототипов является клонирование уже существующего объекта, когда создание нового объекта очень дорого. Просто означает, что дизайн прототипа позволит избежать создания нового объекта. В таких ситуациях, как создание тысяч объектов каждый раз, тогда как создание приложения для объекта очень дорого, шаблон проектирования прототипа является наиболее подходящим шаблоном проектирования.
Для реализации шаблона проектирования прототипа в Java требуется клонируемый класс интерфейса.
Примечание. Класс клонируемого интерфейса всегда возвращает тип объекта, а не общий, поскольку разработчику необходимо преобразовать каждый объект, клонированный с помощью клонируемого интерфейса.
Важно: при клонировании объектов разработчику необходимо учитывать, какой тип клонирования подходит для данной архитектуры. Есть два типа клонирования,
1. Поверхностное копирование
2. Глубокое копирование
Поверхностное копирование. Скопируйте объект первого уровня и ссылки на новый объект.
Примечание. Это может привести к другой серьезной проблеме, если элементы значений будут изменены с помощью какой-либо другой ссылки.
Глубокое копирование: при глубоком копировании он не только клонирует объект первого уровня, но также копирует каждое значение и ссылки на новый объект.
Пример. Предположим, что авиакомпании требуется программное обеспечение для обработки авиабилетов, и доступны три типа билетов.
Шаг 1:
Создайте абстрактный класс с именем AirlineTicket.
package PrototypeExample;
public abstract class AirlineTicket implements Cloneable {
private String flightNumber;
private double duration;
private String departure;
private String arrival;
private String seatNumber;
public String getFlightNumber() {
return flightNumber;
}
public void setFlightNumber(String flightNumber) {
this.flightNumber = flightNumber;
}
public double getDuration() {
return duration;
}
public void setDuration(double duration) {
this.duration = duration;
}
public String getDeparture() {
return departure;
}
public void setDeparture(String departure) {
this.departure = departure;
}
public String getArrival() {
return arrival;
}
public void setArrival(String arrival) {
this.arrival = arrival;
}
public String getSeatNumber() {
return seatNumber;
}
public void setSeatNumber(String seatNumber) {
this.seatNumber = seatNumber;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
Реализуйте клонируемый интерфейс для клонирования экземпляров. А также реализовать сеттеры и геттеры.
Шаг 2:
Создайте дочерние классы класса AirlineTicket.
Эконом-класс:
package PrototypeExample;
public class EconomyClass extends AirlineTicket{
private boolean needAssistant;
public boolean isNeedAssistant() {
return needAssistant;
}
public void setNeedAssistant(boolean needAssistant) {
this.needAssistant = needAssistant;
}
@Override
public String toString() {
return "EconomyClass{" +
"flightNumber='" + super.getFlightNumber() + '\'' +
", duration=" + super.getDuration() +
", departure='" + super.getDeparture() + '\'' +
", arrival='" + super.getArrival() + '\'' +
", seatNumber='" + super.getSeatNumber() + '\'' +
"needAssistant=" + needAssistant +
'}';
}
}
Бизнес-класс:
package PrototypeExample;
public class BusinessClass extends AirlineTicket{
private boolean needOnBoardDrink;
private boolean loungeAccess;
private boolean VIPTransport;
public boolean isNeedOnBoardDrink() {
return needOnBoardDrink;
}
public void setNeedOnBoardDrink(boolean needOnBoardDrink) {
this.needOnBoardDrink = needOnBoardDrink;
}
public boolean isLoungeAccess() {
return loungeAccess;
}
public void setLoungeAccess(boolean loungeAccess) {
this.loungeAccess = loungeAccess;
}
public boolean isVIPTransport() {
return VIPTransport;
}
public void setVIPTransport(boolean VIPTransport) {
this.VIPTransport = VIPTransport;
}
@Override
public String toString() {
return "BusinessClass{" +
"flightNumber='" + super.getFlightNumber() + '\'' +
", duration=" + super.getDuration() +
", departure='" + super.getDeparture() + '\'' +
", arrival='" + super.getArrival() + '\'' +
", seatNumber='" + super.getSeatNumber() + '\'' +
", needOnBoardDrink=" + needOnBoardDrink +
", loungeAccess=" + loungeAccess +
", VIPTransport=" + VIPTransport +
'}';
}
}
Первый класс:
package PrototypeExample;
public class FirstClass extends AirlineTicket{
private boolean needOnBoardDrink;
private boolean loungeAccess;
public boolean isNeedOnBoardDrink() {
return needOnBoardDrink;
}
public void setNeedOnBoardDrink(boolean needOnBoardDrink) {
this.needOnBoardDrink = needOnBoardDrink;
}
public boolean isLoungeAccess() {
return loungeAccess;
}
public void setLoungeAccess(boolean loungeAccess) {
this.loungeAccess = loungeAccess;
}
@Override
public String toString() {
return "FirstClass{" +
"flightNumber='" + super.getFlightNumber() + '\'' +
", duration=" + super.getDuration() +
", departure='" + super.getDeparture() + '\'' +
", arrival='" + super.getArrival() + '\'' +
", seatNumber='" + super.getSeatNumber() + '\'' +
", needOnBoardDrink=" + needOnBoardDrink +
", loungeAccess=" + loungeAccess +
'}';
}
}
Создайте геттеры и сеттеры для каждого класса.
Шаг 3.
Создайте класс enum для представления типов авиабилетов.
package PrototypeExample;
public enum AirlineTicketType {
ECONOMY,
BUSINESS,
FIRST
}
Шаг 4:
Создайте класс реестра.
Этот класс отвечает за первоначальное создание объекта.
Примечание. Разработчику необходимо использовать «новые» ключевые слова только при первоначальном создании экземпляра.
package PrototypeExample;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Registry {
private Map<AirlineTicketType, AirlineTicket> tickets = new HashMap<>();
public Registry() {
this.initialize();
}
public AirlineTicket getTicket (AirlineTicketType airlineTicketType) {
AirlineTicket airlineTicket = null;
try {
airlineTicket = (AirlineTicket) tickets.get(airlineTicketType).clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return airlineTicket;
}
private void initialize() {
EconomyClass economyClass = new EconomyClass();
economyClass.setFlightNumber("AB1");
economyClass.setDuration(4.5);
economyClass.setDeparture("CMB");
economyClass.setArrival("KUL");
economyClass.setSeatNumber("AA12");
BusinessClass businessClass = new BusinessClass();
businessClass.setFlightNumber("AB1");
businessClass.setDuration(4.5);
businessClass.setDeparture("CMB");
businessClass.setArrival("KUL");
businessClass.setSeatNumber("BB21");
businessClass.setNeedOnBoardDrink(true);
businessClass.setLoungeAccess(true);
businessClass.setVIPTransport(true);
FirstClass firstClass = new FirstClass();
firstClass.setFlightNumber("AB1");
firstClass.setDuration(4.5);
firstClass.setDeparture("CMB");
firstClass.setArrival("KUL");
firstClass.setSeatNumber("CC34");
firstClass.setNeedOnBoardDrink(true);
firstClass.setLoungeAccess(true);
tickets.put(AirlineTicketType.ECONOMY, economyClass);
tickets.put(AirlineTicketType.BUSINESS, businessClass);
tickets.put(AirlineTicketType.FIRST, firstClass);
}
}
Создайте конструктор для класса. В этом конструкторе функция вызова под названием «инициализация» создает начальные объекты. После создания исходного объекта добавьте в реестр следующие экземпляры авиабилетов. Наконец, создайте функции get для получения уже инициализированных авиабилетов.
Шаг 5.
Храните и извлекайте авиабилеты.
package PrototypeExample;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Registry registry = new Registry();
EconomyClass economyClass = (EconomyClass) registry.getTicket(AirlineTicketType.ECONOMY);
System.out.println("Initial Values........");
System.out.println("Economy Class: " + economyClass);
economyClass.setFlightNumber("CX400");
economyClass.setDuration(0.0);
economyClass.setDeparture("CMB");
economyClass.setArrival("HKG");
economyClass.setSeatNumber("CE14");
economyClass.setNeedAssistant(true);
System.out.println("After Setting New Values........");
System.out.println("Economy Class: " + economyClass);
EconomyClass economyClass1 = (EconomyClass) registry.getTicket(AirlineTicketType.ECONOMY);
System.out.println("New Economy Class Instance Values........");
System.out.println("Economy Class: " + economyClass1);
}
}
Как видите, мы можем установить новые значения для авиабилетов и сохранить новые авиабилеты. А также при создании нового экземпляра из эконом-класса снова присваивается начальное значение, которое уже предоставлено из-за клонируемого интерфейса.
Преимущества шаблона проектирования прототипа:
· Разработчики могут избежать накладных расходов и проблем с производительностью процесса создания объекта.
Недостатки шаблона проектирования прототипа:
· Перебор для проекта, в котором используется очень мало объектов и/или не делается упор на расширение цепочек прототипов.
· Он также скрывает от клиента конкретные классы продуктов.
Я надеюсь, что теперь вы в состоянии понять, что такое шаблон проектирования прототипа, как реализовать шаблон проектирования прототипа и каковы его преимущества и недостатки.
