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Prototype模式与Flyweight模式分析

Prototype模式（原型模式）是一种创建对象的模式，通过拷贝一个原型对象创建新的对象。这种方式无需了解对象的创建细节，让对象可以通过拷贝自身实现自我复制。

Prototype模式概述

Prototype模式的核心思想是：将原型对象作为模板，通过拷贝原型对象创建新的对象。这种方式特别适用于对象具有大型状态或结构时，避免每次创建新对象都需要复制大量数据，节省内存资源。 Prototype模式常用于解决对象复制问题，适用于需要频繁创建大量对象的情况。

Prototype模式实现

Prototype模式可以通过Java中的clone()方法来实现。在设计中，通常引入一个抽象类AbstractSpoon，实现Cloneable接口，所有具体实现都继承自这个抽象类。AbstractSpoon定义了一个clone()方法，可以实现对象的浅拷贝（深拷贝需要自行处理）。

public abstract class AbstractSpoon implements Cloneable {
    String spoonName;
    public void setSpoonName(String spoonName) {
        this.spoonName = spoonName;
    }
    public String getSpoonName() {
        return this.spoonName;
    }
    public Object clone() {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException exception) {
            System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable");
            return null;
        }
    }
}

具体实现类如SoupSpoon和SaladSpoon仅需要继承AbstractSpoon并初始化属性即可。调用时，可以直接实例化并使用，无需显式管理复制行为。

Flyweight模式（共享模式）

Flyweight模式的目标是减少重复对象，通过共享对象的内部状态来避免内存浪费。这种模式将对象的静态部分（内在状态）共享，允许对象在特定情境下共享状态，而不影响其他情境的行为表现。

Flyweight模式实现

Flyweight模式通常与工厂模式结合使用，通过一个工厂维护一个“模式池”，存储已创建的对象，下次使用时只需从池中获取已经存在的对象或新创建一个并保存。

public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private IntrinsicState state;
    public void operation(ExtrinsicState state) {
        // 具体操作逻辑
    }
}
public class ArtistFactory {
    private Hashtable pool = new Hashtable();
    public Artist getArtist(String key) {
        Artist result = (Artist) pool.get(key);
        if (result == null) {
            result = new Artist(key);
            pool.put(key, result);
        }
        return result;
    }
}

Flyweight模式在XML数据中的应用

在处理大量相同数据时，Flyweight模式特别有用。例如，读取XML中的CD信息，其中歌手（Artist）的信息通常会重复出现。我们可以通过Flyweight模式共享这些重复的对象。

   
  
    
    
     
    
     
      1978
     
    
     
      Eno, Brian
     
  
    
  
    
    
     
    
     
      1950
     
    
     
      Holiday, Billie
     
  
    
  
    
    
     
    
     
      1977
     
    
     
      Eno, Brian
     
  
    
   

通过定义一个Artist类，并使用ArtistFactory管理共享对象，可以在处理这些CD数据时显著节省内存资源。

总结

Prototype模式和Flyweight模式都是在Java中优化对象创建和状态管理的关键模式。Prototype模式通过拷贝原型对象实现对象创建，适合需要频繁创建对象但状态复杂的情况。Flyweight模式则通过共享对象内部状态，减少内存占用，适合处理大量相同对象的情况。在实际应用中，两种模式常常结合使用，以达到更高效率和性能表现。