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,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()
需求: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 5只羊。
传统方法:
/* 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 5只羊。 */ public class Sheep { private String name; private int age; private String color; public Sheep(String name, int age, String color) { 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; } }
public class PrototypeTest { public static void main(String[] args) { test01(); } public static void test01(){ /** * 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 * 4)改进的思路分析 * 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 */ Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色"); 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()); Sheep sheep5 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); } }
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
4) 改进的思路分析
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
原型模式解决克隆羊问题的应用实例:
/* 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 5只羊。 */ public class Sheep implements Cloneable { private String name; private int age; private String color; public Sheep(String name, int age, String color) { 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 + '\'' + '}'; } //克隆该实例,使用默认的 clone 方法来完成 @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { Sheep sheep=null; sheep = (Sheep) super.clone(); return sheep; } }
public class PrototypeTest { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { test01(); } public static void test01() throws CloneNotSupportedException { System.out.println("原型模式完成对象的创建"); Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色"); Sheep sheep1 = (Sheep) sheep.clone(); Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone(); Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone(); Sheep sheep4 = (Sheep) sheep.clone(); Sheep sheep5 = (Sheep) sheep.clone(); } }
浅拷贝:
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会影响到另一个对象的该成员变量值
3) 克隆羊就是浅拷贝
4) 浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现
sheep = (Sheep) super.clone();
深拷贝:
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(包括对象的引用类型)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(推荐)
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable { /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; private String cloneName; private String cloneClass; //构造器 public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) { this.cloneName = cloneName; this.cloneClass = cloneClass; } //因为该类的属性,都是 String , 因此这里使用默认的 clone 完成即可 @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{ public String name; //String 属性 public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型 public DeepProtoType() { super(); } //深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法 @Override protected 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.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone(); // TODO Auto-generated method stub return deepProtoType; } //深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (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) { // TODO: handle exception e.printStackTrace(); return null; } finally { //关闭流 try { bos.close(); oos.close(); bis.close(); ois.close(); } catch (Exception e2) { // TODO: handle exception System.out.println(e2.getMessage()); } } } }
public class DeepTest { public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub DeepProtoType p = new DeepProtoType(); p.name = "宋江"; p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛"); //方式1 完成深拷贝 // DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone(); // // System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode()); // System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode()); //方式2 完成深拷贝 DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.deepClone(); System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode()); System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode()); } }