设计模式--原型模式

目录

基本介绍

传统方式克隆

原型模式改进

浅拷贝和深拷贝

浅拷贝的介绍

深拷贝的介绍

原型模式的注意事项和细节

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基本介绍

(1) 原型模式(prototype模式): 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一个可定制的对象 而不需要知道如何创建的细节

(3) 工作原理: 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()

传统方式克隆

(1) 优点是简单易操作 比较好理解

(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)改进思路分析

    java中Object类是所有类的基类 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

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Monkery {private String name;private Integer age;private String color;}

测试结果:

 

原型模式改进

要克隆的实例实现Cloneable接口并实现默认的clone方法

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class MonkeyClone implements Cloneable{private String name;private Integer age;private String color;//克隆该实例 使用默认的clone方法实现@Overrideprotected Object clone() {MonkeyClone monkeyClone = null;try {monkeyClone = (MonkeyClone)super.clone();}catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage());}return monkeyClone;}
}

 测试结果:

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的话会影响其他对象的该成员变量值

(3) 前面的克隆monkey就是浅拷贝

(4) 浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现  monkey=(MonkeyClone) super.clone();

为MonkeyClone 添加一个MonkeryClone类型的child属性 此时这个数据类型即为引用类型

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class MonkeyClone implements Cloneable{private String name;private Integer age;private String color;private MonkeyClone child;public MonkeyClone(String name, Integer age, String color) {this.name = name;this.age = age;this.color = color;}//克隆该实例 使用默认的clone方法实现@Overrideprotected Object clone() {MonkeyClone monkeyClone = null;try {monkeyClone = (MonkeyClone)super.clone();}catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage());}return monkeyClone;}
}

我们接下来看引用数据类型的clone特性:

测试

 

我们这里可以看到,后面复制的monke它们的hashCode都是一致的,说明它们的内存地址指向的都是同一个地址

深拷贝的介绍

(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储存空间 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) 深拷贝的实现方式1: 重写clone方法来实现深拷贝

(4) 深拷贝的实现方式2: 通过对象序列化来实现深拷贝

public class DeepCloneTarget implements Serializable,Cloneable {private String cloneName;private String cloneClass;public DeepCloneTarget(String cloneName, String cloneClass) {this.cloneName = cloneName;this.cloneClass = cloneClass;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}

@Data
@Accessors(chain = true)
public class DeepProtoType implements Serializable,Cloneable {String name; //String 属性DeepCloneTarget deepCloneTarget; //引用类型public DeepProtoType() {super();}//深拷贝 方式1 使用clone方法@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object deep = null;//这里完成对基本数据类型(属性)和String的克隆deep = super.clone();//对引用类型的属性 进行单独处理DeepProtoType deepProtoType =(DeepProtoType) deep;deepProtoType.deepCloneTarget = (DeepCloneTarget) deepCloneTarget.clone();return deepProtoType;}
}

方式二:

@Data
@Accessors(chain = true)
public class DeepProtoType implements Serializable,Cloneable {String name; //String 属性DeepCloneTarget deepCloneTarget; //引用类型public DeepProtoType() {super();}//深拷贝 方式1 使用clone方法@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object deep = null;//这里完成对基本数据类型(属性)和String的克隆deep = super.clone();//对引用类型的属性 进行单独处理DeepProtoType deepProtoType =(DeepProtoType) deep;deepProtoType.deepCloneTarget = (DeepCloneTarget) deepCloneTarget.clone();return deepProtoType;}//深拷贝 方式2 通过对象序列化实现(推荐)public Object deepClone(){//创建流对象ByteArrayOutputStream bos = null;ObjectOutputStream oos = null;ByteArrayInputStream bis = null;ObjectInputStream ois = null;try{//序列化bos = new ByteArrayOutputStream();oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出//反序列化bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ois = new ObjectInputStream(bis);DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType) ois.readObject();return copyObj;}catch (Exception e){e.printStackTrace();return null;}finally {//关闭流try {bos.close();oos.close();ois.close();bis.close();}catch (Exception ee){System.out.println(ee.getMessage());}}}
}

测试

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) 其他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 需要修改其源码 违背了ocp原则