Прототип на Java
Прототип — это порождающий паттерн, который позволяет копировать объекты любой сложности без привязки к их конкретным классам.
Все классы—Прототипы имеют общий интерфейс. Поэтому вы можете копировать объекты, не обращая внимания на их конкретные типы и всегда быть уверены, что получите точную копию. Клонирование совершается самим объектом-прототипом, что позволяет ему скопировать значения всех полей, даже приватных.
Сложность:
Популярность:
Применимость: Паттерн Прототип реализован в базовой библиотеке Java посредством интерфейса Cloneable.
Любой класс может реализовать этот интерфейс, чтобы позволить собственное клонирование.
-
java.lang.Object#clone()(класс должен реализовать интерфейсjava.lang.Cloneable)
Признаки применения паттерна: Прототип легко определяется в коде по наличию методов clone, copy и прочих.
Копирование графических фигур
Рассмотрим пример реализации Прототипа без использования интерфейса Cloneable.
shapes: Список фигур
shapes/Shape.java: Общий интерфейс фигур
package refactoring_guru.prototype.example.shapes;
import java.util.Objects;
public abstract class Shape {
public int x;
public int y;
public String color;
public Shape() {
}
public Shape(Shape target) {
if (target != null) {
this.x = target.x;
this.y = target.y;
this.color = target.color;
}
}
public abstract Shape clone();
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Shape)) return false;
Shape shape2 = (Shape) object2;
return shape2.x == x && shape2.y == y && Objects.equals(shape2.color, color);
}
}
shapes/Circle.java: Простая фигура
package refactoring_guru.prototype.example.shapes;
public class Circle extends Shape {
public int radius;
public Circle() {
}
public Circle(Circle target) {
super(target);
if (target != null) {
this.radius = target.radius;
}
}
@Override
public Shape clone() {
return new Circle(this);
}
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Circle) || !super.equals(object2)) return false;
Circle shape2 = (Circle) object2;
return shape2.radius == radius;
}
}
shapes/Rectangle.java: Фигура чуть сложнее
package refactoring_guru.prototype.example.shapes;
public class Rectangle extends Shape {
public int width;
public int height;
public Rectangle() {
}
public Rectangle(Rectangle target) {
super(target);
if (target != null) {
this.width = target.width;
this.height = target.height;
}
}
@Override
public Shape clone() {
return new Rectangle(this);
}
@Override
public boolean equals(Object object2) {
if (!(object2 instanceof Rectangle) || !super.equals(object2)) return false;
Rectangle shape2 = (Rectangle) object2;
return shape2.width == width && shape2.height == height;
}
}
Demo.java: Пример клонирования
package refactoring_guru.prototype.example;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Circle;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Rectangle;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Shape;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
List<Shape> shapesCopy = new ArrayList<>();
Circle circle = new Circle();
circle.x = 10;
circle.y = 20;
circle.radius = 15;
circle.color = "red";
shapes.add(circle);
Circle anotherCircle = (Circle) circle.clone();
shapes.add(anotherCircle);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.width = 10;
rectangle.height = 20;
rectangle.color = "blue";
shapes.add(rectangle);
cloneAndCompare(shapes, shapesCopy);
}
private static void cloneAndCompare(List<Shape> shapes, List<Shape> shapesCopy) {
for (Shape shape : shapes) {
shapesCopy.add(shape.clone());
}
for (int i = 0; i < shapes.size(); i++) {
if (shapes.get(i) != shapesCopy.get(i)) {
System.out.println(i + ": Shapes are different objects (yay!)");
if (shapes.get(i).equals(shapesCopy.get(i))) {
System.out.println(i + ": And they are identical (yay!)");
} else {
System.out.println(i + ": But they are not identical (booo!)");
}
} else {
System.out.println(i + ": Shape objects are the same (booo!)");
}
}
}
}
OutputDemo.txt: Результат выполнения
0: Shapes are different objects (yay!)
0: And they are identical (yay!)
1: Shapes are different objects (yay!)
1: And they are identical (yay!)
2: Shapes are different objects (yay!)
2: And they are identical (yay!)
Хранилище прототипов
Вы можете добавить в программу фабрику прототипов, которая будет хранить каталог прототипов. Таким образом, вы сможете запрашивать у фабрики новые объекты, описывая нужные вам свойства. Фабрика будет искать соответствующий прототип в кеше и возвращать вам копию.
cache
cache/BundledShapeCache.java: Фабрика прототипов
package refactoring_guru.prototype.caching.cache;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Circle;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Rectangle;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Shape;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class BundledShapeCache {
private Map<String, Shape> cache = new HashMap<>();
public BundledShapeCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.x = 5;
circle.y = 7;
circle.radius = 45;
circle.color = "Green";
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.x = 6;
rectangle.y = 9;
rectangle.width = 8;
rectangle.height = 10;
rectangle.color = "Blue";
cache.put("Big green circle", circle);
cache.put("Medium blue rectangle", rectangle);
}
public Shape put(String key, Shape shape) {
cache.put(key, shape);
return shape;
}
public Shape get(String key) {
return cache.get(key).clone();
}
}
Demo.java: Пример клонирования
package refactoring_guru.prototype.caching;
import refactoring_guru.prototype.caching.cache.BundledShapeCache;
import refactoring_guru.prototype.example.shapes.Shape;
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
BundledShapeCache cache = new BundledShapeCache();
Shape shape1 = cache.get("Big green circle");
Shape shape2 = cache.get("Medium blue rectangle");
Shape shape3 = cache.get("Medium blue rectangle");
if (shape1 != shape2 && !shape1.equals(shape2)) {
System.out.println("Big green circle != Medium blue rectangle (yay!)");
} else {
System.out.println("Big green circle == Medium blue rectangle (booo!)");
}
if (shape2 != shape3) {
System.out.println("Medium blue rectangles are two different objects (yay!)");
if (shape2.equals(shape3)) {
System.out.println("And they are identical (yay!)");
} else {
System.out.println("But they are not identical (booo!)");
}
} else {
System.out.println("Rectangle objects are the same (booo!)");
}
}
}
OutputDemo.txt: Результат выполнения
Big green circle != Medium blue rectangle (yay!)
Medium blue rectangles are two different objects (yay!)
And they are identical (yay!)
