设计模式之原型模式笔记

说明

记录下学习设计模式-原型模式的写法。

Prototype(原型)

意图:用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。
结构:

其中：

• Prototype声明一个复制自身的接口。
• ConcretePrototype实现一个复制自身的操作。
• Client让一个原型复制自身从而创建一个新的对象。

适用性:

• 当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时。
• 当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载。
• 为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时。
• 当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们，可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便一些。

目录

UML原型模式示例类图

以该UML类图实现原型模式示例。

RealizeType类(浅克隆)

浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来完全相同，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。
Java中的Object类提供了clone()方法来实现浅克隆。

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo;

public class RealizeType implements Cloneable{

    //idea快捷键生成构造方法:alt+Ins键
    public RealizeType() {
        System.out.println("具体原型对象创建完成!");
    }

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

测试类

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        //创建一个原型类对象
        RealizeType realizeType=new RealizeType();
        //调用RealizeType类中的clone方法进行对象的克隆
        RealizeType clone=realizeType.clone();
        System.out.println("原型对象和克隆出来的是否是同一个对象？"+(realizeType==clone));//结果为false，说明不是同一个对象
    }
}

原型模式案例

类图如下:

奖状类

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo2;

//奖状类
public class Citation implements Cloneable{

    //三好学生上的姓名
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void show(){
        System.out.println(name+"同学:在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
    }

    @Override
    protected Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Citation) super.clone();
    }
}

测试类

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo2;

//测试类
public class CitationTest {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        //1.创建原型对象
        Citation citation=new Citation();
        //2.克隆奖状对象
        Citation citation1=citation.clone();
        citation.setName("张三");
        citation1.setName("李四");
        //3.调用show方法
        citation.show();
        citation1.show();
    }
}

扩展(深克隆)

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。

学生类

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo3;

import java.io.Serializable;

//学生类必须实现Serializable，不然会抛NotSerializableException异常
public class Student implements Serializable {

    //学生的姓名
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

奖状类

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo3;

import java.io.Serializable;

//奖状类必须实现Serializable，不然会抛NotSerializableException异常
public class Citation implements Cloneable, Serializable {

    //学生类
    private Student student;

    public Student getStudent() {
        return student;
    }

    public void setStudent(Student student) {
        this.student = student;
    }

    public void show(){
        System.out.println(student.getName()+"同学:在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
    }

    @Override
    protected Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Citation) super.clone();
    }
}

测试类

使用浅克隆结果如下:

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo3;

//测试类
public class CitationTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建原型对象
        Citation citation=new Citation();
        //创建张三学生对象
        Student student=new Student();
        student.setName("张三");
        citation.setStudent(student);

        //2.克隆奖状对象
        Citation citation1=citation.clone();
        citation1.getStudent().setName("李四");
        3.调用show方法
        citation.show();
        citation1.show();
    }
}

使用深克隆结果如下:

package com.example.deesign_patterns.prototype.demo3;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

//测试类
public class CitationTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建原型对象
        Citation citation=new Citation();
        //创建张三学生对象
        Student student=new Student();
        student.setName("张三");
        citation.setStudent(student);
		
		//使用对象流进行深克隆
        //创建对象输出流对象(文件目录随便写，如果没有会自动生成这个文件)
        ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("d:/a.txt"));
        //写对象
        oos.writeObject(citation);
        //释放资源
        oos.close();

        //创建对象输入流对象
        ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/a.txt"));
        //读取对象
        Citation citation1= (Citation) ois.readObject();
        //释放资源
        ois.close();

        //2.获取学生对象
        citation1.getStudent().setName("李四");
        //3.调用show方法
        citation.show();
        citation1.show();
    }
}