设计模式详解：单例与原型模式

"设计模式总结.doc" 设计模式是软件开发中的一种最佳实践，是对在特定上下文中反复出现的问题的解决方案。本文主要讨论了两种常见的设计模式：单例模式和原型模式。 单例模式是一种保证在系统中某个类只有一个实例的设计模式。它的实现通常包括以下步骤： 1. 将类的构造函数设为私有，防止外部直接创建实例。 2. 在类内部创建一个私有的静态实例。 3. 提供一个公共的静态方法，用于获取这个唯一的实例。 单例模式有多种实现方式，如饿汉式和懒汉式。饿汉式在类加载时就创建实例，确保线程安全但可能导致不必要的内存浪费。懒汉式则推迟实例化，只有在真正需要时才创建对象，但需要处理多线程下的同步问题。在Java中，可以采用双重检查锁定（DCL）的懒汉式实现，结合volatile关键字以确保线程安全并优化性能。 单例模式的主要优点包括节省内存、提高性能、简化访问和提供全局访问点。然而，它也有一些缺点，如难以扩展、可能导致对象状态丢失以及违反了单一职责原则。 原型模式则是通过复制已有对象来创建新对象，属于创建型设计模式。它适用于资源优化、初始化复杂、安全要求高、多个调用者需要修改对象值等场景。原型模式有两种形式：浅克隆和深克隆。浅克隆仅复制对象本身，不复制引用的对象，而深克隆不仅复制对象，还递归复制所有引用的对象。 在Java中，实现原型模式通常需要实现`Cloneable`接口，并覆盖`clone()`方法。浅克隆只复制对象本身，而深克隆则需确保所有引用的对象也被正确复制，以实现完全独立的副本。 设计模式是解决常见软件设计问题的有效工具，它们可以帮助我们编写更健壮、可维护和高效的代码。单例模式用于控制类的实例数量，而原型模式则关注于对象的复制和创建。理解并合理运用这些模式，能够提升软件系统的质量和可扩展性。