图解Java设计模式之原型模式
现在有一只羊tom，姓名为 ： tom，年龄为 ：1，颜色为 ：白色，请编写程序创建和tom羊属性完全相同的10只羊。
- 传统方式解决克隆羊的问题
package com.example.demo.prototype;
public class Sheep {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", color=" + color + "]";
}
}
package com.example.demo.prototype;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("小样", 12, "白色");
Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
Sheep sheep4 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
System.out.println(sheep.toString());
System.out.println(sheep2.toString());
System.out.println(sheep3.toString());
System.out.println(sheep4.toString());
}
}
传统的方式的优缺点 ：
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
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
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，运行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现创建，即 对象.clone()
4）形象的理解 ：孙大圣拔出猴毛，变出其它孙大圣
原型结构图说明 ：
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 ：让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象（属性一样）
package com.example.demo.prototype.improve;
public class Sheep implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
/**
* 克隆该实例，使用默认的clone方法来完成
*/
@Override
protected Sheep clone() {
Sheep sheep = null;
try {
sheep = (Sheep)super.clone();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return sheep;
}
@Override
public String toString() {
return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", color=" + color + "]";
}
}
package com.example.demo.prototype.improve;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("小样", 12, "白色");
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone();
Sheep sheep4 = (Sheep)sheep.clone();
System.out.println(sheep.toString());
System.out.println(sheep2.toString());
System.out.println(sheep3.toString());
System.out.println(sheep4.toString());
}
}
1）Spring中原型bean的创建，就是原型模式的应用
1）对于数据类型是基本数据类的成员变量，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
3）前面的克隆羊是浅拷贝
4）浅拷贝是使用默认的clone（）方法来实现
sheep = (Sheep)supper.clone();
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1 ：重写clone方法来实现深拷贝
4）深拷贝实现方式2 ：通过对象序列化实现深拷贝
package com.example.demo.prototype.deepclone;
import java.io.Serializable;
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String cloneName;
private String cloneClass;
public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
this.cloneName = cloneName;
this.cloneClass = cloneClass;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
// TODO Auto-generated method stub
return super.clone();
}
}
package com.example.demo.prototype.deepclone;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
/**
* 属性
*/
public String name;
/**
* 引用类型
*/
public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;
public DeepProtoType() {
}
/**
* 深拷贝 - 方式1 使用clone 方法
*/
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deepObject = null;
// 这里完成对基本数据类型（属性）和String的克隆
deepObject = super.clone();
// 对引用类型的属性，进行单独处理
DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deepObject;
deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone();
return deepProtoType;
}
/**
* 深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现（推荐）
*
* @return
*/
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);
// 当前这个对象以对象流的方式输出
oos.writeObject(this);
// 反序列化
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
DeepProtoType copyObjecType = (DeepProtoType)ois.readObject();
return copyObjecType;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
// 关闭流
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
package com.example.demo.prototype.deepclone;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DeepProtoType deepProtoType = new DeepProtoType();
deepProtoType.name = "松江";
deepProtoType.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "大牛的类");
// 方式1 完成深拷贝
//DeepProtoType deepProtoType2 = (DeepProtoType)deepProtoType.clone();
//System.out.println("deepProtoType.name = " + deepProtoType.name + "deepProtoType.deepCloneableTarget = " + deepProtoType.deepCloneableTarget.hashCode());
//System.out.println("deepProtoType.name = " + deepProtoType2.name + "deepProtoType.deepCloneableTarget = " + deepProtoType2.deepCloneableTarget.hashCode());
DeepProtoType deepProtoType2 = (DeepProtoType)deepProtoType.deepClone();
System.out.println("deepProtoType.name = " + deepProtoType.name + "deepProtoType.deepCloneableTarget = " + deepProtoType.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("deepProtoType.name = " + deepProtoType2.name + "deepProtoType.deepCloneableTarget = " + deepProtoType2.deepCloneableTarget.hashCode());
}
}
- 原型模型的注意事项和细节
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 ： 需要为每一个类装配一个克隆方法，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，这点需要注意。
