23种设计模式之原型模式

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基本介绍

1)原型模式(Prototype模式)是指: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

2)原型模式是一种创建型设计模式,允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节

3)工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建,即对象.clone()

4)形象的理解:孙大圣拔出猴毛,变出其它孙大圣

umi类图:

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原理结构图说明

  1. Prototype:原型类,声明一个克隆自己的接口
  2. ConcretePrototype:具体的原型类,实现一个克隆自己的操作
  3. Client: i让个原型对象克隆自己,从而创建一个新的对象(属性一样)

传统方式复制对象


public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        Sheep sheep=new Sheep(001,"肖恩","白色");
       
            Sheep clone1 =new Sheep(sheep.getId(),sheep.getName(),sheep.getColor());
            Sheep clone2 =new Sheep(sheep.getId(),sheep.getName(),sheep.getColor());
            Sheep clone3 =new Sheep(sheep.getId(),sheep.getName(),sheep.getColor());
    }
}

传统复制对象的方式的优缺点 1)优点是比较好理解,简单易操作。

2)在创建新的对象时,总是需要重新获取原始对象的属性,如果创建的对象比较复杂时,效率较低

3)总是需要重新初始化对象,而不是动态地获得对象运行时的状态,不够灵活

4)改进的思路分析

思路:

Java中object类是所有类的根类,object类提供了一个clone()方法,该方法可以将一个Java对象复制一份,但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口Cloneable. 该接口表示该类能够复制且具有复制的能力=→>原型模式

//绵阳类实现Cloneable接口并重写父类clone()方法
public class Sheep implements Cloneable{

    private Integer id;
    private String name;
    private String clolor;
    
    public Sheep(Integer id, String name, String clolor) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.clolor = clolor;
    }
    
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

}


public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        
        Sheep sheep=new Sheep(001,"肖恩","白色");
        try {
            
            Sheep clone1 =(Sheep) sheep.clone();
            Sheep clone2 =(Sheep) sheep.clone();
            System.out.println("clone1="+clone1.hashCode());
            System.out.println("clone2="+clone2.hashCode());
            
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

在spring框架中的应用

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判断是否为原型模式,如果是进行拷贝

浅拷贝和深拷贝

浅拷贝的介绍

1)对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。

2)对于数据类型是引用数据类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引

用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,==在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值==,这是我们

所不希望看到的

3)前面我们克隆羊就是浅拷贝

4)浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现

sheep = (Sheep) super.clone();

深拷贝基本介绍

1)复制对象的所有基本数据类型的成员变量值

2)为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间,并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象,直到该对象可达的所有对象。也就是说,对象进行深拷贝要对整个对象进行拷贝

3)深拷贝实现方式

  • 重写clone方法来实现深拷贝

  • 通过对象序列化实现深拷贝

方式一:

@Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 双重浅拷贝
        Sheep2 sheep2=(Sheep2) super.clone();
        SheepSaddle sheepSaddle=sheep2.saddle;
        SheepSaddle clone =(SheepSaddle) sheepSaddle.clone();// 对原有拷贝对象的属性进拷贝
        sheep2.saddle=clone;
        return sheep2;

    }

方式二:

public Sheep2 deepCopy(){
    Sheep2 object=null;
    ByteArrayInputStream bis=null;
    ObjectInputStream ois=null;
    ByteArrayOutputStream bos=null;
    ObjectOutputStream oos=null;
    // 通过流的形式先写入计算机,在读取出来
   try{
       // 序列化
       bos=new ByteArrayOutputStream();
       oos=new ObjectOutputStream(bos);
       oos.writeObject(this);

       // 反序列化
       bis=new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
       ois=new ObjectInputStream(bis);
        object =(Sheep2) ois.readObject();

   }catch (Exception e){
       e.printStackTrace();
   }finally {
        if(bis!=null){
            try {
                bis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
       if(ois!=null){
           try {
               ois.close();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
       if(bos!=null){
           try {
               bos.close();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
       if(oos!=null){
           try {
               oos.close();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }

   }

原型模式的注意事项和细节

1)创建新的对象比较复杂时,可以利用原型模式简化对象的创建过程,同时也能够提高效率

2)不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态

3)如果原始对象发生变化(增加或者减少属性),其它克隆对象的也会发生相应的编号,无需修改代码

4)在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码

5)缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法,这对全新的类来说不是很难,但对已有的类进行改造时,需要修改其源代码,违背了ocp原则。