如何通过原型模式在Android编程中实现对象复制？

Android编程设计模式之原型模式实例详解

一、原型模式

原型模式是一种创建型设计模式，它通过复制现有的对象来创建新的对象，这种模式的核心思想是“克隆”，即通过创建一个对象的副本（克隆）而非从头开始构建，以节省资源和时间，特别是在对象创建复杂或耗时的情况下。

二、原型模式的定义

用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象，原型模式允许开发者通过复制现有对象来快速创建新的实例，而无需重新初始化所有属性。

三、使用场景

1、类初始化需要消耗大量资源：例如处理大量数据或硬件交互，通过原型拷贝可以避免这些资源的重复消耗。

2、对象创建过程繁琐：当创建一个对象需要繁琐的数据准备或访问权限时，原型模式提供了一种快速的替代方案。

3、保护性拷贝：当多个用户需要同时修改一个对象时，可以通过原型模式提供多个独立的副本，以避免数据冲突。

四、注意事项

需要注意的是，并非所有实现Cloneable接口的对象通过clone方法都会比new操作更快，只有当new操作成本较高时才会有性能优势，实现原型模式也不一定非要实现Cloneable接口，也有其他的实现方式。

五、原型模式的UML类图

Client：客户端用户。

Prototype：抽象类或者接口，声明具备clone能力。

ConcretePrototype：具体的原型类。

六、原型模式的简单实现

下面以一个简单的文档拷贝为例来演示一下简单的原型模式，我们在这个例子中首先创建了一个文档对象WordDocument，这个文档中含有文字和图片，用户经过了长时间的内容编辑后，打算对该文档做进一步的编辑，这个编辑后的文档是否会被采用还不确定，为了安全起见，用户需要将当前文档拷贝一份，然后再在文档副本上进行修改，这与《Effective Java》一书中提到的保护性拷贝有些类似，这个原始文档就是我们上述所说的样板实例，也就是将要被“克隆”的对象，我们成为原型。

示例代码：

public class WordDocument implements Cloneable {
    //文本
    private String mText;
    //图片名列表
    private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<>();
    public WordDocument() {
        System.out.println("-------WordDocument构造函数 ---------");
    }
    @Override
    protected WordDocument clone() {
        WordDocument document;
        try {
            document = (WordDocument) super.clone();
            document.mText = this.mText;
            document.mImages = new ArrayList<>(this.mImages); // 深拷贝
            return document;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public String getText() {
        return this.mText;
    }
    public void setText(String text) {
        this.mText = text;
    }
    public void addImage(String img) {
        this.mImages.add(img);
    }
    public void showDocument() {
        System.out.println("Text : " + mText + " Images : " + mImages.toString());
    }
}

Client使用：

public static void main(String[] args) {
    WordDocument wordDocument = new WordDocument();
    wordDocument.setText("这是一篇文档！");
    wordDocument.addImage("图片一");
    wordDocument.addImage("图片二");
    wordDocument.addImage("图片三");
    wordDocument.addImage("图片四");
    wordDocument.showDocument();
    //以原始文档为原型，拷贝一份副本
    WordDocument wordDocument_clone = wordDocument.clone();
    wordDocument_clone.showDocument();
    //修改文档副本，不会影响原始文档
    wordDocument_clone.setText("这是修改过的Doc2文本");
    wordDocument_clone.showDocument();
    wordDocument.showDocument();
}

结果：

----------WordDocument 构造函数 ---------
Text : 这是一篇文档！ Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text : 这是一篇文档！ Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text : 这是修改过的Doc2文本 Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text : 这是一篇文档！ Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]

从上面的输出可以看出，wordDocument_clone是通过wordDocument.clone()创建的，并且wordDocument_clone第一次输出的时候和wordDocument输出是一样的，通过clone对象时并不会执行构造函数！

七、浅拷贝与深拷贝

原型模式的实现是一个浅拷贝，也叫影子拷贝，这份拷贝实际上并不是将原始对象的所有字段都重新构造了一遍，而是副本的字段引用了原始对象的字段，所以原始字段内容发生改变，而副本在还引用着它的情况下也会跟着改变，当然副本修改字段的内容，原始对象也会跟着改变，解决这个问题的方案就是采用深拷贝，即在拷贝对象时，对于引用类型的字段也要采用拷贝的形式，而不是单纯引用的形式。

以上内容就是解答有关“Android编程设计模式之原型模式实例详解”的详细内容了，我相信这篇文章可以为您解决一些疑惑，有任何问题欢迎留言反馈，谢谢阅读。