创建型设计模式 - 原型设计模式 - JAVA

前言
这是我在这个网站整理的笔记,有错误的地方请指出，关注我，接下来还会持续更新。
作者：神的孩子都在歌唱

一 .简介

原型模式提供了一种机制，可以将原始对象复制到新对象，然后根据我们的需要进行修改。原型设计模式使用java克隆来复制对象。

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）是指在进行对象复制时所产生的两种不同结果。

深拷贝：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。

浅拷贝：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。 Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。

二. 案例

通过一个例子就很容易理解原型设计模式。假设我们有一个从数据库加载数据的对象。现在我们需要在程序中多次修改这些数据，因此使用通过new 一个新的对象，并再次从数据库加载所有数据并不是一个好主意。更好的方法是将现有对象克隆到新对象中，然后进行数据操作。原型设计模式其实就是需要你确保正在拷贝的对象应该提供拷贝功能。它不应该由任何其他类完成。然而，是否使用对象属性的浅拷贝或 深拷贝 取决于 需求及其设计决策。

以下是代码案例：

这里我定义了一个篮球类,通过重新实现clone方法来实现深拷贝

/*** @author chenyunzhi*/
public class Ball implements Cloneable{private final List<String> ballList;public Ball(){ballList = new ArrayList<>();}public Ball(List<String> ballList){this.ballList=ballList;}/*** 模拟从数据库中拿数据*/public void loadData(){ballList.add("basketball");ballList.add("soccer");}public List<String> getBallList() {return ballList;}@Overridepublic Ball clone() throws CloneNotSupportedException {return new Ball(new ArrayList<>(this.getBallList()));}}

然后我写了一个测试类方便测试，这里我new了一个 ball 对象，然后对ball对象进行拷贝，对拷贝的对象进行了增添和删除他们相互之间都不影响

/*** @author chenyunzhi*/
public class PrototypePatternTest {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Ball ball = new Ball();ball.loadData();Ball ballNew =ball.clone();Ball ballNew1 = ball.clone();List<String> list = ballNew.getBallList();list.add("tennis");List<String> list1 = ballNew1.getBallList();list1.remove("basketball");// 输入修改后的球类列表System.out.println("ball List: "+ball.getBallList());System.out.println("ballNew List: "+list);System.out.println("ballNew1 List: "+list1);System.out.println("ball List: "+ball.getBallList());}}

测试结果

结论：如果没有提供对象克隆，我们每次都必须调用数据库来获取球类列表。然后进行那些耗费资源和时间的操作。这就是java中原型设计模式的全部内容。

三. 补充知识

问题： 为什么浅拷贝中 拷贝的对象修改了某个String类型的值，被拷贝对象的值没有变化？

在Java类库中，所有基本类型的包装类都是不可变类，例如Integer、Float等。

不可变类(Immutable Class) 在初始化后的所有信息不能被修改。而更改String成员的值相当于在堆中新建一个String引用，旧的String常量引用仍然存在于堆中，只不过还没回收，从而让两个引用不相等。这时你以为String是被克隆，但造成其不相等的原因其实是赋值。

作者：神的孩子都在歌唱
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