设计模式-原型模式

code4lover
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一. 简单类型

1.定义：

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()。

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。

2.代码：

public class Sheep implements Cloneable{

    private String name;

    private Integer age;

    private String address;


    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                ", address='" + address + ''' +
                '}';
    }

    public Sheep(String name, Integer age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    Sheep sheep1 = new Sheep("tom", 1, "北京");
    Sheep sheep2 = new Sheep(sheep1.getName(), sheep1.getAge(), sheep1.getAddress());
    Sheep sheep3= (Sheep) sheep1.clone();

    System.out.println(sheep1);
    System.out.println(sheep2);
    System.out.println(sheep3);
}

创建的三个对象属性均一致。

二、浅拷贝

1.定义：

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。

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

2.代码：

public class Sheep implements Cloneable{

    private String name;

    private Sheep friend;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Sheep getFriend() {
        return friend;
    }

    public void setFriend(Sheep friend) {
        this.friend = friend;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", friend=" + friend +
                '}';
    }

    public Sheep(String name, Sheep friend) {
        this.name = name;
        this.friend = friend;
    }
}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

    Sheep friend = new Sheep("朋友羊",null);

    Sheep sheep1 = new Sheep("羊1", friend);
    Sheep sheep2 = new Sheep("羊1", friend);

    System.out.println(sheep1.hashCode()+" friend："+sheep1.getFriend().hashCode());
    System.out.println(sheep2.hashCode()+" friend："+sheep2.getFriend().hashCode());
}
//356573597 friend：1735600054
//21685669 friend：1735600054

结论：假如成员变量为引用类型,不实现clone方法会直接应用地址拷贝，两个变量指向同一个地址。

三、深拷贝

1.定义:

复制对象的所有基本数据类型的成员变量值;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

2.代码：

public class Sheep implements Cloneable, Serializable {

    private String name;

    private Address address;


    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(Address address) {
        this.address = address;
    }

    public Sheep(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    //克隆方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Sheep clone = (Sheep)super.clone();
        //属性克隆下
        clone.address=new Address();
        return clone;
    }

    //反序列化方法
    public Object deepClone() {

        ByteArrayOutputStream bos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        ByteArrayInputStream bis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try {

            bos = new ByteArrayOutputStream();
            oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);

            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);
            Sheep copyObj = (Sheep)ois.readObject();

            return copyObj;

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } finally {
            try {
                bos.close();
                oos.close();
                bis.close();
                ois.close();
            } catch (Exception e2) {
                System.out.println(e2.getMessage());
            }
        }

    }
}

public class Address implements Serializable, Cloneable {

    /**
     * 克隆目标属性
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String cloneName;
    private String cloneClass;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

    Sheep sheep = new Sheep("1", new Address());
    Sheep clone = (Sheep) sheep.clone();
    Sheep deepClone = (Sheep) sheep.deepClone();

    System.out.println("原型羊"+sheep.hashCode()+" "+sheep.getAddress().hashCode());
    System.out.println("克隆羊"+clone.hashCode()+" "+clone.getAddress().hashCode());
    System.out.println("序列化方式克隆羊"+deepClone.hashCode()+" "+deepClone.getAddress().hashCode());

}

//原型羊856419764 621009875
//克隆羊363771819 2065951873
//序列化方式克隆羊1791741888 1595428806

总结：

  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变化， 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，这点请同学们注意

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