Java设计模式学习笔记四

原型模式

1. 克隆羊的问题

   现在有一只羊 tom，name = tom，age=1，color=white

2. 传统方式解决克隆羊问题

   public class Sheep {
       private String name;
       private int age;
       private String color;
       
       ...//省略了get/set方法以及构造器方法
   }
   

   public class Client {
       public static void main(String[] args) {
           Sheep sheep = new Sheep( "tom",1, "white");
   
           Sheep sheep1 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
           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);
           System.out.println(sheep1);
           System.out.println(sheep2);
           System.out.println(sheep3);
           System.out.println(sheep4);
       }
   }
   

3. 传统方式的优缺点

   • 优点：简单易懂易操作
   • 缺点：
     • 在创建新对象的时候，总事需要重新获取原始对象的属性，如果创建对象比较复杂时，效率低
     • 总是需要重新初始化对象，而不是动态的获取对象运行时状态，不灵活
   • 改进思路：
     • 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有复制的能力==》原型模式

4. 原型模式——基本介绍

   • 原型模式是指：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
   • 原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象在创建另一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节
   • 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()

5. 原型模式解决克隆羊问题--代码实现

   public class Sheep implements Cloneable{
       private String name;
       private int age;
       private String color;
   	...  //省略了get/set方法以及构造器方法
       @Override
       protected Object clone() {
           Sheep sheep = null;
           try {
               sheep = (Sheep)super.clone();
           } catch (CloneNotSupportedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           return sheep;
       }
   }
   

   public class Client {
       public static void main(String[] args) {
           System.out.println("原型模式完成对象的创建克隆");
           Sheep sheep = new Sheep( "tom",1, "white");
   
           Sheep sheep1 = (Sheep)sheep.clone();
           Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
           Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone();
           Sheep sheep4 = (Sheep)sheep.clone();
   
           System.out.println(sheep);
           System.out.println(sheep1);
           System.out.println(sheep2);
           System.out.println(sheep3);
           System.out.println(sheep4);
       }
   }
   

6. 原型模式在Spring框架中的应用

   • Spring 中原型 bean 的创建，就是原型模式的应用

7. 深拷贝-浅拷贝

   • 7.1 浅拷贝

     • 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，那么浅拷贝进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用之（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。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。

   • 上面所展示的克隆羊是浅拷贝

   • 浅拷贝是使用默认的 clone() 方法来实现：sheep = (Sheep)super.clone();

   • 7.2 深拷贝

     • 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（包括对象的引用类型）进行拷贝
     • 深拷贝实现方式1：重写 clone 方法来实现深拷贝
     • 深拷贝实现方式2：通过对象序列化实现深拷贝（推荐使用）

8. 原型模式的注意事项和细节

   • 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。
   • 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态
   • 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
   • 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码
   • 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，但是已有的类进行改造时，需要修改其源代码，违背了 ocp 原则。