建造者模式

定义

又叫生成器模式，它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。

当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分时，而且构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。我们可以考虑使用建造者模式。

实现

1. Builder为创建一个Product对象的各个部件指定抽象接口。通常包含创建产品和返回产品的抽象方法，也可以是具体方法，把创建过程放到ConcreteBuilder类中。

2. ConcreteBuilder 实现Builder的接口以构造和装配该产品的各个部件。

3. Director负责调用适当的建造者来组建产品，导演类一般不与产品类发生依赖关系，与导演类直接交互的是建造者类。

4. Product表示被构造的复杂对象。ConcreateBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

/** "Product" */ class Pizza { private String dough = ""; private String sauce = ""; private String topping = ""; public void setDough (String dough) { this.dough = dough; } public void setSauce (String sauce) { this.sauce = sauce; } public void setTopping (String topping) { this.topping = topping; } } ''/** "Abstract Builder" */'' abstract class PizzaBuilder { protected Pizza pizza; public Pizza getPizza() { return pizza; } public void createNewPizzaProduct() { pizza = new Pizza(); } public abstract void buildDough(); public abstract void buildSauce(); public abstract void buildTopping(); } /** "ConcreteBuilder" */ class HawaiianPizzaBuilder extends PizzaBuilder { public void buildDough() { pizza.setDough("cross"); } public void buildSauce() { pizza.setSauce("mild"); } public void buildTopping() { pizza.setTopping("ham+pineapple"); } } /** "ConcreteBuilder" */ class SpicyPizzaBuilder extends PizzaBuilder { public void buildDough() { pizza.setDough("pan baked"); } public void buildSauce() { pizza.setSauce("hot"); } public void buildTopping() { pizza.setTopping("pepperoni+salami"); } } ''/** "Director" */'' class Waiter { private PizzaBuilder pizzaBuilder; public void setPizzaBuilder (PizzaBuilder pb) { pizzaBuilder = pb; } public Pizza getPizza() { return pizzaBuilder.getPizza(); } public void constructPizza() { pizzaBuilder.createNewPizzaProduct(); pizzaBuilder.buildDough(); pizzaBuilder.buildSauce(); pizzaBuilder.buildTopping(); } } /** A customer ordering a pizza. */ class BuilderExample { public static void main(String[] args) { Waiter waiter = new Waiter(); PizzaBuilder hawaiian_pizzabuilder = new HawaiianPizzaBuilder(); PizzaBuilder spicy_pizzabuilder = new SpicyPizzaBuilder(); waiter.setPizzaBuilder ( hawaiian_pizzabuilder ); waiter.constructPizza(); Pizza pizza = waiter.getPizza(); } }

客户创建Director对象，并用它所想要的Builder对象进行配置。Director取得客户的请求创建产品，最后取得产品。

优点

1. 可以对构造对象的过程进行精细的控制，以产生不同的产品对象。

2. 便于扩展，有新的产品时，只需增加新的ConcreteBuilder 就可以实现。

相关模式

抽象工厂模式与生成器相似，因为它也可以创建复杂对象。主要的区别是生成器模式着重于一步步构造一个复杂对象。而抽象工厂模式着重于多个系列的产品对象（简单的或是复杂的）。

生成器在最后的一步返回产品，而对于抽象工厂来说，产品是立即返回的。

原型模式

定义

原型模式是创建型模式的一种,其特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。

原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命名不一样的同类数据。

实现

1. Client - 创建一个新的对象，然后通过clone得到另外一个对象。

2. Prototype - 定义一个clone自己的抽象方法。

3. ConcretePrototype - 实现clone方法。

public interface Prototype { public abstract Object clone ( ); } public class ConcretePrototype implements Prototype { public Object clone() { return super.clone(); } } public class Client { public static void main( String arg[] ) { ConcretePrototype obj1= new ConcretePrototype (); ConcretePrototype obj2 = ConcretePrototype)obj1.clone(); } }

实例

1. 游戏中很多元素都是重复的，我们可以使用原型模式复制相同的元素。

2. 制作数据图表时，第一次我们需要从数据库读取数据保存到对象中，当需要制作相同数据的其他图表时，使用原型模式可以避免重新读取数据库。

相关问题和实现

1. 如果需要创建的原型数目不固定，可以创建一个原型管理器，在复制原型对象之前，客户端先在原型管理器中查看

是否存在满足条件的原型对象，如果有，则直接使用，如果没有，克隆一个，这种称作登记形式的原型模式。

2. 复制有两种：深复制和浅复制。浅复制时，复制对象和原型对象共享对象所有的内部变量，两个对象具有一样的内存空间和生命周期。对原型对象的修改同时也修改了它的复制品，反之亦然。

java中只要实现Cloneable接口就可以调用Object类的clone方法实现浅复制：

public class ShallowClone implements Cloneable { int age; Person person; public void setAge(int age){ this.age = age; } public void setPerson(String name){ person = new Person(name); } public Object clone() throws CloneNotSupportedException{ // 默认java实现的是浅复制 return super.clone(); } } public class Person { String name; public Person(String name){ this.name = name; } } public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { ShallowClone oldShallowClone = new ShallowClone(); oldShallowClone.setAge(20); oldShallowClone.setPerson("eric"); System.out.println("oldname: " + oldShallowClone.person.name + " age: " + oldShallowClone.age); ShallowClone newShallowClone = (ShallowClone)oldShallowClone.clone(); System.out.println("newname: " + newShallowClone.person.name + " age: " + newShallowClone.age); oldShallowClone.age = 30; oldShallowClone.person.name = "frank"; System.out.println("newname: " + newShallowClone.person.name + " age: " + newShallowClone.age); } }

输出：

oldname: eric age: 20 newname: eric age: 20 newname: frank age: 20

可见浅复制复制的是对象的引用，当改变对象的值时，复制后的对象也会改变，而java的基本类型是复制的值。

下面我们实现深复制：

public class DeepClone { int age; Person person; public void setAge(int age){ this.age = age; } public void setPerson(String name){ person = new Person(name); } public DeepClone(DeepClone deepClone){ this.age = deepClone.age; this.person = new Person(deepClone.person.name); } public DeepClone() {} public Object clone() throws CloneNotSupportedException{ return new DeepClone(this); } } public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { DeepClone oldDeepClone = new DeepClone(); oldDeepClone.setAge(20); oldDeepClone.setPerson("eric"); System.out.println("oldname: " + oldDeepClone.person.name + " age: " + oldDeepClone.age); DeepClone newDeepClone = (DeepClone)oldDeepClone.clone(); System.out.println("newname: " + newDeepClone.person.name + " age: " + newDeepClone.age); oldDeepClone.age = 30; oldDeepClone.person.name = "frank"; System.out.println("newname: " + newDeepClone.person.name + " age: " + newDeepClone.age); } }

输出：

oldname: eric age: 20 newname: eric age: 20 newname: eric age: 20

上面的复制方法中，我们重新创建了一个对象，并且重新创建了引用，实现了深度复制。

优点

1. 复制比new性能更好。

2. 简化或者隐藏创建对象的细节，直接复制。