设计模式——原型模式

原型模式

克隆羊问题

• 现在有一只羊 姓名：tom 年龄：1 颜色：白色，请编写创建和tom羊属性完全相同的羊

传统方式

羊类

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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }
}

测试类 创建多个相同的羊(传统方式)

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统方式
        Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
        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(sheep2);
        System.out.println(sheep3);
        System.out.println(sheep4);
    }
}

优缺点

• 优点是比较好理解，简单易操作
• 在创建新的对象时，总是需要重新后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
• 总是需要重新初始化对象，而不是动态的获得对象的运行时的状态，不够灵活
  • 改进
    • 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类就必须要实现一个接口Cloneable，这个接口表示该类能够赋值并且具有复制的能力 —> 原型模式

基本介绍

• 原型模式是：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，允许一个对象再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他们自己来实施创建，即 对象.clone
• 形象的理解：孙悟空拔出猴毛，变出自己

使用原型模式优化克隆羊

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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
    @Override
    protected Sheep clone() throws CloneNotSupportedException {
        Sheep sheep = null;
        try {
            sheep = (Sheep) super.clone();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        return sheep;
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       
        Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
        Sheep clone = sheep.clone();
        Sheep clone1 = sheep.clone();
        Sheep clone2 = sheep.clone();
        Sheep clone3= sheep.clone();
        System.out.println(clone);
        System.out.println(clone1);
        System.out.println(clone2);
        System.out.println(clone3);
    }
}

原型模式应用

• Spring中原型Bean的创建，就是原型模式的应用

潜拷贝

• 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，也就是将该属性值赋值一份给新的对象
• 对于数据类型性是 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（内存的地址）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
• 前面克隆羊就是浅拷贝
• 浅拷贝是使用默认的clone()方法实现的【sheep = (Sheep) super.clone();】

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，并复制每个引用个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进行拷贝
• 深拷贝实现方式1：重写colon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