设计模式(四)：创建型之原型模式

设计模式系列文章

设计模式(一)：创建型之单例模式

设计模式(二、三)：创建型之工厂方法和抽象工厂模式

设计模式(四)：创建型之原型模式

设计模式(五)：创建型之建造者模式

设计模式(六)：结构型之代理模式

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一、设计模式分类

• 创建型模式
  • 用于描述“怎样创建对象”，它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”
  • 提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者 5 种创建型模式
• 结构型模式
  • 用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构
  • 提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合 7 种结构型模式
• 行为型模式
  • 用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象无法单独完成的任务，以及怎样分配职责
  • 提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器 11 种行为型模式

二、原型模式

1、概述

用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象

2、结构

原型模式包含如下角色：

• 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法
• 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象
• 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象

接口类图如下：

2、实现

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆

• 浅克隆
  • 创建一个新对象，原型对象和克隆对象中的引用对象，是同一个对象
  • 对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址
• 深克隆
  • 创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址

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• Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆
• Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类
• native：本地方法，底层使用c语言实现，所以没有方法体
• protected：同包或子类才有权限，所以需要重新clone方法，然后再super.clone()此方法即可

Realizetype（具体的原型类）：

public class Realizetype implements Cloneable {

    public Realizetype() {
        System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
    }

    @Override
    protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("具体原型复制成功！");
        return (Realizetype) super.clone();
    }
}

PrototypeTest（测试访问类）：

public class PrototypeTest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Realizetype r1 = new Realizetype();
        Realizetype r2 = r1.clone();

        System.out.println("对象r1和r2是同一个对象？" + (r1 == r2));
    }
}

结果：false

3、扩展（深克隆）

//奖状类
@Data
public class Citation implements Cloneable,Serializable{

    private Student stu;
    
    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Citation) super.clone();
    }
}

//学生类
@Data
public class Student implements Serializable {
    private String name;
    private String address;
}

• 如果浅拷贝：则stu和stu1则是同一个对象
• 通过序列化实现深拷贝，原型对象和克隆对象中的引用对象stu也是不同的

public class CitationTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Citation c1 = new Citation();
        Student stu = new Student("张三", "西安");
        c1.setStu(stu);

        //创建对象输出流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
        //将c1对象写出到文件中
        oos.writeObject(c1);
        oos.close();

        //创建对象出入流对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
        //读取对象
        Citation c2 = (Citation) ois.readObject();
        //获取c2奖状所属学生对象
        Student stu1 = c2.getStu();
        stu1.setName("李四");

        //判断stu对象和stu1对象是否是同一个对象
        System.out.println("stu和stu1是同一个对象？" + (stu == stu1));
    }
}