04-原始模型模式Quarkus实现

摘要：本文用一个实例场景描述Gof 23设计模式中的原始模型模式，并用Quarkus框架代码给予实现，同时也给出实现代码的UML模型。
关键字：Gof 23 设计模式原始模型模式 Quarkus

1 基础知识
1.1 标准定义
原型模式标准定义：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
1.2 分析和说明
原型模式是指用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝（克隆）这些原型创建新的对象。原型模式也是一种创建性模式。当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示，以及当要实例化的类是在运行时刻指定时，可使用原型模式。原始模型模式适用于任何的等级结构。原型模式的结构如图1。原型模式的缺点是每一个类都必须配备一个克隆方法。
Prototype的角色包括客户（Client）角色、抽象原型（Prototype）角色和具体原型（Concrete Prototype）角色。Prototype用来声明一个拷贝自身的接口，ConcretePrototype用来实现一个拷贝自身的操作；Client用来让一个原型拷贝自身从而创建一个新的对象。
图1 原始模型模式的标准结构图
 客户（Client）角色：客户类提出创建对象的请求。
 抽象原型（Prototype）角色：这是一个抽象角色，通常由一个接口或抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
 具体原型（Concrete Prototype）角色：被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。

2 应用场景举例
比如公司对于各个产品都有自己的宣传资料。每个宣传资料的组成都是首先对公司进行介绍。其次是对公司组织结构介绍，中间内容才是对产品的技术介绍，案例说明，最后还要留下公司的通信联系方式。所以，对于不同产品的宣传资料中关于公司介绍、组织机构和公司的通信地址都是一样的。这样就可以采用Prototype。从基本的公司产品资料中克隆出来一个介绍模板，然后根据具体产品再说明各个产品的技术参数。用例见图2所示。

图2 原始模型模式的用例图
在这里可以把AbstractPrototype理解为抽象原型（Prototype）角色。CompanyBaseIntroduction是具体原型（Concrete Prototype）角色。其实现类图如下：
图3 原始模型模式的类图

原始模型实现的顺序图如图4所示，实现顺序描述：① 创建一个company实例对象；② 再新建一个departA实例对象，从company实例对象克隆过来；③ 获得departA实例对象；④ 调用departA的addSomeIntrouction方法；⑤ 显示departA的内容。
图4 原始模型模式实现顺序图

3．Quarkus的实现程序代码
Quarkus程序实现主要包括AbstractPrototype抽象类文件，CompanyBaseIntroduction类文件2个文件。其关系如图3所示。下面分别列出这2个文件的程序代码，最后列出测试代码并显示输出结果。
AbstractPrototype抽象类程序代码清单01所示。
程序代码清单01

@ApplicationScoped
public abstract class AbstractPrototype {   public AbstractPrototype cloneMyself() {return this;}public void addSomeIntrouction(String topic, String content) {}public void deleteSomeIntrouction(String key) {}public void showIntrouction() { }
}

CompanyBaseIntroduction类文件程序代码清单02所示。
程序代码清单02

@ApplicationScoped
public class CompanyBaseIntroduction extends AbstractPrototype{
private Map<String, String> introductionMap = new HashMap<String, String>();public CompanyBaseIntroduction(){      }public CompanyBaseIntroduction(Map<String, String> map){introductionMap = map;}public AbstractPrototype cloneMyself(){addSomeIntrouction("公司介绍", "这是公司基本介绍");   AbstractPrototype object = new CompanyBaseIntroduction(introductionMap);       return object;} public void addSomeIntrouction(String topic, String content) {introductionMap.put(topic, content);      }public void deleteSomeIntrouction(String key) {if (introductionMap.containsKey(key))introductionMap.remove(key);}public void addIntrouctionMap(Map<String, String> map){introductionMap.putAll(map);}public Map<String, String> getIntroductionMap(){return introductionMap;}public void showIntrouction() {Iterator<String> it = introductionMap.keySet().iterator();String key, value;while (it.hasNext()) {key = (String) it.next();value = (String) introductionMap.get(key);System.out.println("key: " + key + "; value: " + value);}}
}

原始模型测试程序的代码清单03如下：
程序代码清单03

public class PrototypeClient implements QuarkusApplication {@ConfigProperty(name = "gof23.creationalpattern.prototype.title", defaultValue = "gof23")String title;@Inject    CompanyBaseIntroduction company ;   @Inject    AbstractPrototype departA ; @Inject    AbstractPrototype company2 ;    @Overridepublic int run(String... args){System.out.println("———————" + title + "演示输出————————");  departA = company.cloneMyself();departA.addSomeIntrouction("部门A介绍", "这是部门A介绍的内容"); AbstractPrototype departB = departA.cloneMyself();departB.deleteSomeIntrouction("部门A介绍");departB.addSomeIntrouction("部门B介绍", "这是部门B介绍的内容");departB.showIntrouction();return 0;}public static void main(String... args) {     Quarkus.run(PrototypeClient.class, args);       }
}

原始模型测试类输出结果如下所示：

key: 部门A介绍; value: 这是部门A介绍的内容
key: 公司介绍; value: 这是公司基本介绍

4. 相关Quarkus程序源码下载
可以直接从github上获取代码，读者可以从github上clone预先准备好的示例代码。

git clone https://github.com/rengang66/quarkus-sample-gof23.git

这是一个Maven项目，然后Maven导入工程。该程序位于“src\main\java\com\iiit\quarkus\sample\gof23\creationalpattern\prototype”目录中。
同时也可以从gitee上clone预先准备好的示例代码，命令如下：

git clone https://gitee.com/rengang66/quarkus-sample-gof23.git

5 扩展和说明
在java中已经在语言层次上支持了原始模型模式。在java语言所有的类的顶级父类都是java.lang.Object类。java.lang.Object类有一个clone()方法，该方法就是实现创建并返回此对象的一个副本。

参考文献

[1] E.Gamma, R.Helm, R.Johnson, and Vlissides. Design Patterns Elements of Reusable Object Oriented Software. Addison-Wesley, 1995
[2] E.Gamma, R.Helm, R.Johnson, and Vlissides.著，李英军等译，设计模式：可复用面向对象软件的基础，北京：机械工业出版社．2000．9．
[3] 阎宏，Java与模式，北京：电子工业出版社. 2002.10
[4] 王俊峰戚晓滨. 设计模式和UML. 计算机应用研究，1999.16（5）, 27-29,39.
[5] 陈琴朱正强. UML在设计模式描述中的应用. 计算机工程与设计，2003.24（4）, 81-84.
[6] 唐慕瑾徐伯庆孙国强. Java类的动态装载机制及其在设计模式中的应用. 上海理工大学学报，2004.26（1）, 80-84.
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[8] 万波张焰罗治强. 设计模式在Drawcli程序中的应用. 计算机应用与软件，2003.20（8）, 12-13,84.
[9] 贺志国曾俊陈天泽匡纲要. 设计模式在标图系统中的综合应用. 计算机应用研究，2005.22（9）, 176-179.
[10] 侯晓辉陈堃銶贾娟杨清清. 基于设计模式的数据库出版系统的框架模型. 小型微型计算机系统，2004.25（11）, 2044-2048.
[11] Quarkus官网. https://quarkus.io/

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