【设计模式与Android】原型模式——复制中心走出来的克隆人
什么是原型模式
所谓原型模式，就是用原型实例来指定创建对象的种类，并通过复制这些原型创建新的对象的设计模式。原型模式一般用于创建复杂的或者构建耗时的实例，或者用于只读对象的修改。
原型模式的实现方式
（1）浅拷贝
当代的每个程序员小时候都玩过《尤里的复仇》这款游戏，游戏中的“尤里”阵营有个兵种叫“尤里复制人”，每个尤里复制人都和尤里长得一模一样，除了没有坐骑之外。
public class Yuri{
private String name = "Yuri";
private ArrayList<String> words = new ArrayList<>();
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void addWord(String word){
this.words.add(word);
}
@Override
protected Yuri clone(){
try{
return (Yuri) super.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
return null;
}
}
@Override
public String toString() {
return "Yuri{" +
"name='" + name + '\'' +
", words=" + words.toString() +
'}';
}
} |
如上，重写了clone()方法。在执行如下代码时：
Yuri yuri = new Yuri();
yuri.setName("Yuri");
yuri.addWord("My name is Yuri");
yuri.addWord("You mind is clear");
Yuri yuri_copyer = yuri.clone();
yuri.setName("Yuri's copyer"); yuri.addWord("I'm not the only one true Yuri");
Log.e("yuri_copyer",yuri_copyer.toString());
Log.e("yuri",yuri.toString());
|
会惊奇地发现两行Log一模一样，这是因为这种原型模式的实现方式只拷贝其引用，换句话说就是并没有将原型对象中的所有字段都重新构造一份，只是用复制对象的字段引用原型对象中的字段，因此被称为“浅拷贝”或“影子拷贝”。
（2）深拷贝
我们把上文的clone()方法修改一下：
@Override
protected Yuri clone(){
try{
Yuri copyer = (Yuri) super.clone();
copyer.name = this.name;
copyer.words = (ArrayList<String>)this.words.clone();
return copyer;
}catch (CloneNotSupportedException e){
return null;
}
} |
如上，这种实现方式调用了的clone()方法，这样可以保证副本被修改时不影响原始对象，因此被称为“深拷贝”，又叫做“保护性拷贝”。
Android源码中的原型模式
（1）ArrayList
严格来说ArrayList并不算是Android源码中的类，但应该是Android开发者最常用的类，ArrayList的clone()代码如下：
/**
* Returns a shallow copy of this <tt>ArrayList</tt> instance. (The
* elements themselves are not copied.)
*
* @return a clone of this <tt>ArrayList</tt> instance
*/
public Object clone() {
try {
ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone();
v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
v.modCount = 0;
return v;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError(e);
}
} |
大家可以看到size并没有被clone，因为size是基础类型而不是引用类型，所以不需要clone。细心的读者可以看到注释里面的“shallow copy”，但这实际上是一个典型的深拷贝。
（3）Intent
Android系统加入Intent机制的意义在于大大降低了Android四大组件之间的耦合度。Intent的clone()代码如下：
@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;
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);
}
} |
Intent的clone()内部并没有调用super.clone()，而是调用了new Intent(this)。
Android开发中如何利用原型模式
（1）Object的clone()方法直接操作二进制流，效率非常高。在对象的初始化要消耗非常多的资源时，或者用new来实例化一个对象时需要非常繁琐的数据准备或访问权限时，可以使用原型模式提高效率、避免消耗资源。
（2）对深拷贝生成的副本进行修改不会影响原始对象。当一个对象会被不同对象用不同方式修改时，可以用原型模式产生副本供调用者使用。
需要注意的几个问题
（1）原型模式在clone()的时候不会重新执行构造函数，可能会出现问题。
（2）在某些对象构造非常简单的情况下，比如上文提到的Intent，重新new一个比clone()快，因此不要滥用原型模式
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