设计模式学习笔记02-builder模式和prototype模式

本文主要是看了《设计模式》做的笔记和思考,在此分享仅代表个人观点,如有不对的地方欢迎批评和指正。

Builder模式

基本

该模式最大的特点是通过调用构造器(Builder)中的函数一步步地创建对象。好比你去买奶茶,“老板,要杯经典奶茶,加椰果,冷的,,7分甜,去冰”,然后老板就会给你定制一杯奶茶,其中,“椰果”、“冷热”、“是否去冰”等等都是老板这个构造器中有的函数,写成代码如下。

class Shopkeeper {
    private MilkTea milkTea;
    public Shopkeeper(){
        milkTea = new MilkTea();
        ...
    }

    void setMilkTeaType(){}
    void addCoconut(){} //加椰果
    void setTemperature(){}
    ...

    MilkTea getMilkTea(){
        return milkTea;
    };
}

void buy(){
    Shopkeeper s = new Shopkeeper();
    s.setMilkTeaType("经典奶茶");
    s.addCoconut();
    s.setTemperature(4);
    ...
    MilkTea = s.getMilkTea();
}

这里的Shopkeeper就是一个Builder,buy()函数起到了一个导向器(director)的作用。

另一种使用方式

如果是做Android应该更习惯见到这样的调用方式:

void buy(){
    Shopkeeper s = new Shopkeeper();
    MilkTea = s.setMilkTypee("经典奶茶")
                .addCoconut()
                .setTemperature(4)
                .getMilkTea();
}

要做到这样,只需要在相应的build函数中返回this,即返回Builder本身即可。

何时适用

一个对象有相当复杂的属性,但是这些属性并不是每次都全部需要,甚至有时只会用一两种,这时就非常适用了。比如构造一个Camera的对象,这个对象完整的功能很强大,但有时可能只需要拍照,美白、防抖什么的都不要,就可以适用Builder模式创建,为不同需求创建不同的Camera对象。

Prototype模式(原型模式)

原型模式主要是为了解决快速复制对象而存在的,想象一个有几十个属性需要赋值的对象,这种对象创建起来代价不小,主要是代码写得多。你说用个函数把这个过程封装?这就是原型模式的思路。

基本

原型模式最主要的是类中的clone()函数,在clone()函数中,你需要创建一个同样的对象并完成赋值,代码如下。

class Dolly{
    private String name;

    //由于Java没有指针,不好理解,我这里特地以指针形式写出,好迁移到其他语言中
    Dolly(Dolly* d){
        name = d.name;
    }

    clone(){
        return new Dolly(this);
    }
}

另外,如果出现无法通过构造方法传递参数时,你需要一个初始化的方法来处理复制的对象。

浅拷贝和深拷贝

浅拷贝与深拷贝最大的区别是处理“非基本类型”数据上,比如对象,浅拷贝会得到对象的新指针,深拷贝才能得到新对象。Java中Object类的clone是浅拷贝,根据网上“Java中要想自定义类的对象可以被复制,自定义类就必须实现Cloneable中的clone()方法”这句话得出。那如何重写clone方法呢?如下。

// 自定义类,且MyColor中全部是基本类型的属性
// 若MyColor中还有自定义类,则该类需要实现深拷贝,否则整个深拷贝会失败。
private MyColor myColor;
...
@override
public clone(){
    Dolly d = (Dolly)supper.clone();
    d.myColor = myColor.clone();
    return d;
}

何时适用

  1. 创建新对象麻烦(主要是赋值麻烦,因为你要创建一个复制品,不止简单地new出来)
  2. 对象是通过工厂方法模式创建的,而且存在大量需要复制该对象时。因为完成大量对象的复制你需要同等数量的工厂,原型模式能够大幅缩减实例化的类。

总结与思考

Builder模式重在将创建过程模块化,原型(Prototype)模式主要是解决复制某些对象代价过大的问题。Builder中build方法里直接返回本身可以实现很酷的创建代码,原型模式要注意浅拷贝和深拷贝的选择。

原型模式相比于直接new出来,好处在于一个是得到已经完成赋值的值,而且,原型模式能够封装类创建的过程。如果工厂方法模式创建的对象十分复杂,又有不断复制的需求,可以让该对象的类实现prototype接口(Java中是Cloneable),则可以将工厂方法模式和原型模式结合使用。

题外话,现在很多语言直接支持了原型模式,比如Java,Object类直接有clone()方法,这将让你省下不少力气,当然你可以重写。还有,我听说Object类的clone()是通过字节拷贝实现的,直接通吃所有基本属性,管你多少个都能解决,真的厉害。

谢谢各位观看。

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