设计模式之原型模式(打卡第四天)

1.原型模式

1.1 什么是原型模式

原型模式是一个创建型的模式。原型二字表明了改模式应该有一个样板实例，用户从这个样板对象中复制一个内部属性一致的对象，这个过程也就是我们称的“克隆”。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。原型模式多用于创建复杂的或者构造耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例可使程序运行更高效

1.2 原型模式应用场景 

1. 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗。 
2. 通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限，这时可以使用原型模式。
3. 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。
4. 例如Spring框架中的多例就是使用原型模式。

1.3 原型模式UML类图

  原型模式主要用于对象的复制，它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件：

1. 实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。 

2. 重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。

2.代码示例

package creationtype.prototype;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @ClassName User
 * @Author ywj
 * @Describe
 * @Date 2020/5/26 14:41
 */
public class User implements Cloneable {

    /**
     * 用户名
     */
    private String userName;

    /**
     * 年龄
     */
    private Integer age;

     /**
     * 用户关系
     */
    private ArrayList users = new ArrayList();


    public void addUser(String user) {
        this.users.add(user);
    }

    @Override
    public User clone() throws CloneNotSupportedException {
        User clone = (User) super.clone();
        return clone;
    }

    public void showUser() {
        System.out.println("********************************");
        System.out.println("我是" + userName);
        System.out.println("年龄" + age);
        if (this.users == null) {
            return;
        }
        for (String user : users) {
            System.out.println(user);
        }
        System.out.println("********************************");
    }


    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public List getUsers() {
        return users;
    }

    public void setUsers(ArrayList users) {
        this.users = users;
    }
}

 

代码测试：

 

 

package creationtype.prototype;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @ClassName Test
 * @Author ywj
 * @Describe
 * @Date 2020/5/26 16:29
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        User user = new User();
        user.setUserName("花花");
        user.setAge(18);
        //用户信息关系 集合
        user.addUser("a");
        user.addUser("b");
        user.showUser();
        //==========================================
        User clone = user.clone();
        clone.setUserName("啦啦啦");
        clone.setAge(18);
        clone.addUser("ciji");
        clone.showUser();
        user.showUser();

        //浅拷贝   对象内的引用数据类型值是相同的引用地址
        System.out.println(clone.getUsers() == user.getUsers());

    }
}

我们可以将拷贝的方法修改一下改为 深度拷贝

 

    @Override
    public User clone() {
        User clone = null;
        try {
            clone = (User) super.clone();
            clone.users = (ArrayList) this.users.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;

    }

结果为

 

原型模式分为浅复制和深复制

浅复制 —-只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“（浅复制）浅拷贝”，换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。

深复制 —-在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。