设计模式（四）原型模式

原型模式简介

• 原型模式是指：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。
• 工作原理：原型模式创建新的对象，其本质就是克隆，也就是 对象.clone()。

结构

• Prototype：原型类，申明一个克隆自己的接口，Java语言中顶级类Object默认有clone()；
• ConcretePrototype：具体的原型类，实现一个克隆自己的操作。
• Client：让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象。

UML图

具体实现

• UML图
  
• 绵羊类（原型类）

package com.xxliao.pattern.creational.prototype.demo;/*** @author xxliao* @description: 绵羊类，实现Cloneable接口* @date 2024/5/24 13:22*/
public class Sheep implements Cloneable{private String name;private int age;private String color;private String address;public Sheep friend; // 对象public Sheep(String name, int age, String color, String address) {this.name = name;this.age = age;this.color = color;this.address = address;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public String getAddress() {return address;}public void setAddress(String address) {this.address = address;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", color='" + color + '\'' +", address='" + address + '\'' +'}';}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}

• 测试客户端

package com.xxliao.pattern.creational.prototype.demo;/*** @author xxliao* @description: 设计模式 - 原型模式 -测试客户端* @date 2024/5/24 13:27*/
public class Client {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Sheep sheep = new Sheep("tom",1,"白色","内蒙");sheep.friend = new Sheep("timi",2,"黑色","宁夏");Sheep sheep1 = (Sheep) sheep.clone();Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone();Sheep sheep4 = (Sheep) sheep.clone();System.out.println("sheep1="+sheep1+"sheep1.friend="+sheep1.friend.hashCode());System.out.println("sheep2="+sheep2+"sheep2.friend="+sheep2.friend.hashCode());System.out.println("sheep3="+sheep3+"sheep3.friend="+sheep3.friend.hashCode());System.out.println("sheep4="+sheep4+"sheep4.friend="+sheep4.friend.hashCode());}
}

关于拷贝

浅拷贝

• 对于数据类型是基本类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性复制一份给新的对象。
• 对于数据类型是引用类型的成员变量，浅拷贝会进行引用传递，也就是将该成员变量的内存地址复制一份给新的对象。

深拷贝

• 复制对象的所有基础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，并复制每一个引用数据类型变量所引用的对象。

实现深拷贝方法

实现深拷贝有两个方法：重写clone方法和利用对象的序列化。

• 深拷贝实现

package com.xxliao.pattern.creational.prototype.deep_clone_demo;import java.io.*;/*** @author xxliao* @description: 深拷贝实现-重写clone方法* @date 2024/5/24 13:41*/public class DeepCloneable implements Cloneable,Serializable{private String name;private DeepCloneable friend;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public DeepCloneable getFriend() {return friend;}public void setFriend(DeepCloneable friend) {this.friend = friend;}@Overridepublic String toString() {return "DeepCloneable{" +"name='" + name + '\'' +", friend=" + friend +'}';}/*** @description  重写clone方法 实现深拷贝* @author  xxliao* @date  2024/5/24 13:50*/@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object deep = null;deep = super.clone();DeepCloneable deepCloneable = (DeepCloneable) deep;System.out.println(this);deepCloneable.friend = friend != null ? (DeepCloneable) friend.clone() : null;return deepCloneable;}/*** @description  利用对象的序列化实现深拷贝* @author  xxliao* @date  2024/5/24 13:50*/public Object deepClone(){// 创建流对象ByteArrayOutputStream bos = null;ObjectOutputStream oos = null;ByteArrayInputStream bis = null;ObjectInputStream ois = null;try{// 序列化bos = new ByteArrayOutputStream();oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this); // 当前对象用对象流的方式输出// 反序列化bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ois = new ObjectInputStream(bis);return ois.readObject();}catch (Exception e){e.printStackTrace();return null;}finally {try {bos.close();oos.close();bis.close();ois.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

• 测试客户端

package com.xxliao.pattern.creational.prototype.deep_clone_demo;/*** @author xxliao* @description: 深拷贝测试客户端* @date 2024/5/24 13:57*/public class Client {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {DeepCloneable one = new DeepCloneable();one.setName("one");DeepCloneable two = new DeepCloneable();two.setName("two");one.setFriend(two);System.out.println(one);// 完成深拷贝 - 重写cloneDeepCloneable clone = (DeepCloneable) one.clone();System.out.println(clone);// 完成深拷贝 - 序列化DeepCloneable deepCloneable = (DeepCloneable) one.deepClone();System.out.println(deepCloneable);}
}