一. 定义
用原型实例指定创建对象的种类,并通过拷贝这些原型创建新的对象
二. 结构和说明
Prototype:声明一个克隆自身的接口,用来约束想要克隆自己的类,要求它们都要实现这里定义的克隆方法。
public interface Prototype { /** * 克隆自身的方法 * @return 一个从自身克隆出来的对象 */ public Prototype clone(); }ConcretePrototype:实现Prototype接口的类,这些类真正实现克隆自身的功能
public class ConcretePrototype1 implements Prototype { public Prototype clone() { //最简单的克隆,新建一个自身对象,由于没有属性,就不去复制值了 Prototype prototype = new ConcretePrototype1(); return prototype; } }Client:使用原型的客户端,首先要获取到原型实例对象,然后通过原型实例克隆自身来创建新的对象实例
public class Client { /** * 持有需要使用的原型接口对象 */ private Prototype prototype; /** * 构造方法,传入需要使用的原型接口对象 * @param prototype 需要使用的原型接口对象 */ public Client(Prototype prototype){ this.prototype = prototype; } /** * 示意方法,执行某个功能操作 */ public void operation(){ //会需要创建原型接口的对象 Prototype newPrototype = prototype.clone(); } }
三. 实际应用:
场景:现在有一个订单处理系统,里面有个保存订单的业务功能,在这个业务功能里面,客户有这么一个需求:每当订单的预定产品数量超过1000的时候,就需要把订单拆成两份订单来保存,如果拆成两份订单后,还是超过1000,则继续拆分,直到每份订单的预定产品数量不超过1000。
根据业务,目前的订单类型被分成两种,一种为个人订单,一种是公司订单;现在想要实现一个通用的订单处理系统,也就是说,不管具体是什么类型的订单,都要能够正常的处理。
不用模式的实现方法:
1. 订单接口
public interface OrderApi { /** * 获取订单产品数量 * @return 订单中产品数量 */ public int getOrderProductNum(); /** * 设置订单产品数量 * @param num 订单产品数量 */ public void setOrderProductNum(int num); }2. 个人订单对象
public class PersonalOrder implements OrderApi { // 订购人员姓名 private String customerName; // 产品编号 private String productId; // 订单产品数量 private int orderProductNum = 0; // getter and setter }3. 企业订单对象
public class EnterpriseOrder implements OrderApi{ // 企业名称 private String enterpriseName; // 产品编号 private String productId; // 订单产品数量 private int orderProductNum = 0; // getter and setter }4. 处理订单的业务对象
public class OrderBusiness { /** * 创建订单的方法 * @param order 订单的接口对象 */ public void saveOrder(OrderApi order) { // 根据业务要求,当订单的预定的产品数量超过1000的时候,就需要把订单拆成两份订单 // 1:判断当前的预定产品数量是否大于1000 while (order.getOrderProductNum() > 1000) { // 2:如果大于,还需要继续拆分 // 2.1再新建一份订单,跟传入的订单除了数量不一样外,其他都相同 OrderApi newOrder = null; if (order instanceof PersonalOrder) { // 创建相应的新的订单对象 PersonalOrder p2 = new PersonalOrder(); // 然后进行赋值,但是产品数量为1000 PersonalOrder p1 = (PersonalOrder) order; p2.setCustomerName(p1.getCustomerName()); p2.setProductId(p1.getProductId()); p2.setOrderProductNum(1000); // 然后再设置给newOrder newOrder = p2; } else if (order instanceof EnterpriseOrder) { // 创建相应的订单对象 EnterpriseOrder e2 = new EnterpriseOrder(); // 然后进行赋值,但是产品数量为1000 EnterpriseOrder e1 = (EnterpriseOrder) order; e2.setEnterpriseName(e1.getEnterpriseName()); e2.setProductId(e1.getProductId()); e2.setOrderProductNum(1000); // 然后再设置给newOrder newOrder = e2; } // 2.2原来的订单保留,把数量设置成减少1000 order.setOrderProductNum(order.getOrderProductNum() - 1000); // 然后是业务功能处理,省略了,打印输出,看一下 System.out.println("拆分生成订单: " + newOrder); } // 3:不超过,那就直接业务功能处理,省略了,打印输出,看一下 System.out.println("订单: " + order); } }5. client
public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建订单对象,这里为了演示简单,直接new了 PersonalOrder op = new PersonalOrder(); // 设置订单数据 op.setOrderProductNum(2925); op.setCustomerName("张三"); op.setProductId("P0001"); // 这里获取业务处理的类,也直接new了,为了简单,连业务接口都没有做 OrderBusiness ob = new OrderBusiness(); // 调用业务来保存订单对象 ob.saveOrder(op); } }
在业务处理代码中,使用了instanceof进行订单类型的判断,这样实现有何不妥?
1. 如果要实现通用的订单处理类,不应该依赖订单的具体实现。
2. 不好扩展新的订单类型,如果现在要加入一个大客户专用订单类型,那么就需要修改订单处理的对象,加判断。
使用模式的实现方法:
1. 订单接口,添加一个可以克隆自身的方法
public interface OrderApi { /** * 获取订单产品数量 * @return 订单中产品数量 */ public int getOrderProductNum(); /** * 设置订单产品数量 * @param num 订单产品数量 */ public void setOrderProductNum(int num); /** * 克隆方法 * @return 订单原型的实例 */ public OrderApi cloneOrder(); }2. 个人订单实现订单接口
public class PersonalOrder implements OrderApi{ /** * 订购人员姓名 */ private String customerName; /** * 产品编号 */ private String productId; /** * 订单产品数量 */ private int orderProductNum = 0; // getter and setter public OrderApi cloneOrder() { //创建一个新的订单,然后把本实例的数据复制过去 PersonalOrder order = new PersonalOrder(); order.setCustomerName(this.customerName); order.setProductId(this.productId); order.setOrderProductNum(this.orderProductNum); return order; } }3. 企业订单实现订单接口
public class EnterpriseOrder implements OrderApi{ /** * 企业名称 */ private String enterpriseName; /** * 产品编号 */ private String productId; /** * 订单产品数量 */ private int orderProductNum = 0; // getter and setter public OrderApi cloneOrder() { //创建一个新的订单,然后把本实例的数据复制过去 EnterpriseOrder order = new EnterpriseOrder(); order.setEnterpriseName(this.enterpriseName); order.setProductId(this.productId); order.setOrderProductNum(this.orderProductNum); return order; } }4. 处理订单的业务对象,不需要再判断了
public class OrderBusiness { /** * 创建订单的方法 * * @param order 订单的接口对象 */ public void saveOrder(OrderApi order) { // 根据业务要求,当订单的预定的产品数量超过1000的时候,就需要把订单拆成两份订单 // 当然如果要做好,这里的1000应该做成常量,这么做是为了演示简单 // 1:判断当前的预定产品数量是否大于1000 while (order.getOrderProductNum() > 1000) { // 2:如果大于,还需要继续拆分 // 2.1再新建一份订单,跟传入的订单除了数量不一样外,其他都相同 OrderApi newOrder = order.cloneOrder(); // 然后进行赋值,产品数量为1000 newOrder.setOrderProductNum(1000); System.out.println("old order num: " + order.getOrderProductNum() + " , new Order num: " + newOrder.getOrderProductNum()); // 2.2原来的订单保留,把数量设置成减少1000 order.setOrderProductNum(order.getOrderProductNum() - 1000); // 然后是业务功能处理,省略了,打印输出,看一下 System.out.println("拆分生成订单: " + newOrder); } // 3:不超过,那就直接业务功能处理,省略了,打印输出,看一下 System.out.println("订单: " + order); } }
四.认识原型模式:
原型模式和new:
原型模式从某种意义上说,就像是new操作,在前面的例子实现中,克隆方法即是使用new来实现的。
克隆方法和new操作最明显的不同在于:new一个对象实例,一般属性是没有值的,或者是只有默认值;如果是克隆得到一个实例,通常属性是有值的,属性的值就是原型对象实例在克隆的时候,原型对象实例的属性的值。
五.浅克隆和深克隆:
在Java语言中已经提供了clone方法,定义在Object类中,需要克隆功能的类只需要实现java.lang.Cloneable接口,这个接口没有需要实现的方法,是一个标识接口。
浅克隆:只负责克隆按值传递的数据(比如:基本数据类型、String类型)
深克隆:除了浅克隆要克隆的值外,还负责克隆引用类型的数据,所有的属性数据都被克隆出来。
对于深克隆,如果被克隆的对象里面的属性数据是引用类型,也即是属性的类型也是对象,那么需要一直递归的克隆下去。这意味着,要想深度克隆成功,必须要整个克隆所涉及的对象都要正确实现克隆方法,如果其中有一个没有正确实现克隆,那么就会导致克隆失败。
1. 个人订单:
public class PersonalOrder implements Cloneable { // 订购人员姓名 private String customerName; // 产品对象 private Product product = null; // 订单产品数量 private int orderProductNum = 0; public int getOrderProductNum() { return this.orderProductNum; } public void setOrderProductNum(int num) { this.orderProductNum = num; } public String getCustomerName() { return customerName; } public void setCustomerName(String customerName) { this.customerName = customerName; } public Product getProduct() { return product; } public void setProduct(Product product) { this.product = product; } public String toString() { // 简单点输出 return "订购产品是=" + this.product.getName() + ",订购数量为=" + this.orderProductNum; } // 深克隆 public Object clone() { PersonalOrder obj = null; try { obj = (PersonalOrder) super.clone(); // 浅克隆,调用父类clone方法,只能克隆基本属性 obj.setProduct((Product) this.product.clone()); // 对于引用类型,需要手动调用set方法 } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return obj; } }2. 产品对象
public class Product implements Cloneable { // 产品编号 private String productId; // 产品名称 private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getProductId() { return productId; } public void setProductId(String productId) { this.productId = productId; } public String toString() { return "产品编号=" + this.productId + ",产品名称=" + this.name; } public Object clone() { Object obj = null; try { obj = super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return obj; } }
注意:ProductOrder和Product都实现了Cloneable接口,所以都具有克隆的功能。