java設計模式:原始模型模式
更新時間：2021年08月12日 16:29:16 作者：二當家的白帽子
這篇文章主要為大家詳細介紹了Java設計模式之Prototype原型模式的相關資料，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
什么是原始模型模式
通過給出一個原型對象指明所要創(chuàng)建的對象的類型，然后通過復制這個原型對象來獲取的更多的同類型的對象。
這讓我不由自主的想起克隆技術，還記得克隆羊嗎？我們接下來講的內(nèi)容和克隆羊不能說關系密切，只能說毫無關系。
設計模式和編程語言無關，但是二當家的依然用Java語言去實戰(zhàn)舉例。而且Java有標準的實現(xiàn)原始模型模式的方法。
原始模型模式中的角色
Prototype：抽象類或者一個接口，給出具體模型需要的接口。ConcretePrototype：繼承抽象原型模型角色，被復制的對象。Client：提出復制請求。
抽象原型角色（Prototype）
我們用家庭作業(yè)為抽象原型角色（Prototype）。我們這里的作業(yè)是可以抄的。大家不要學哈。
package com.secondgod.prototype;
/**
* 作業(yè)
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public interface IHomework {
/**
* 抄一份
* @return
*/
IHomework copy();
/**
* 修改所有者
* @param owner
*/
void setOwner(String owner);
}
具體原型角色（ConcretePrototype）
我們用語文作業(yè)作為具體原型角色（ConcretePrototype）。
package com.secondgod.prototype;
import java.text.MessageFormat;
/**
* 語文作業(yè)
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class ChineseHomework implements IHomework {
/**
* 作業(yè)的所有者
*/
private String owner;
/**
* 作業(yè)標題/作業(yè)要求
*/
private String title;
/**
* 作業(yè)內(nèi)容
*/
private String content;
public ChineseHomework(String owner, String title, String content) {
this.owner = owner;
this.title = title;
this.content = content;
}
public String getOwner() {
return owner;
}
public void setOwner(String owner) {
this.owner = owner;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String toString() {
return MessageFormat.format("owner：{0}，title：{1}，content：{2}", owner, title, content);
}
@Override
public IHomework copy() {
ChineseHomework homework = new ChineseHomework(this.getOwner(), this.getTitle(), this.getContent());
return homework;
}
}
客戶端角色（Client）
我們測試一下。
package com.secondgod.prototype;
/**
* 測試原始模型
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 老師讓寫作業(yè)，大當家按時完成
IHomework homework = new ChineseHomework("大當家的", "作文-最崇拜的人", "不瞞你們說，我最崇拜的是二當家的");
// 二當家的沒按時完成，決定去抄大當家的作業(yè)～
IHomework newHomework = homework.copy();
newHomework.setOwner("二當家的");
System.out.println(homework);
System.out.println(newHomework);
}
}
和我們的預期一致
使用Java內(nèi)置機制實現(xiàn)原始模型模式
在Object類中有這樣一個方法，Java中所有的類都繼承自Object類，也就是說所有的類內(nèi)部都可以復制自己。但是卻不能直接調(diào)用別的類的克隆方法。也就是說有統(tǒng)一的方式，但是默認不可用。
我們改一下語文作業(yè)類，使用clone方法去嘗試，克隆自己。
package com.secondgod.prototype;
import java.text.MessageFormat;
/**
* 語文作業(yè)
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class ChineseHomework implements IHomework {
/**
* 作業(yè)的所有者
*/
private String owner;
/**
* 作業(yè)標題/作業(yè)要求
*/
private String title;
/**
* 作業(yè)內(nèi)容
*/
private String content;
public ChineseHomework(String owner, String title, String content) {
this.owner = owner;
this.title = title;
this.content = content;
}
public String getOwner() {
return owner;
}
public void setOwner(String owner) {
this.owner = owner;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String toString() {
return MessageFormat.format("owner：{0}，title：{1}，content：{2}", owner, title, content);
}
@Override
public IHomework copy() {
try {
return (ChineseHomework) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
這時候會報錯，因為我們還少做一件事。我們需要把語文作業(yè)類實現(xiàn)Cloneable接口，然而這個接口里沒有任何抽象方法，僅僅是一個標記接口。這就像注解一樣，就是為了明確聲明可以克隆。
實現(xiàn)接口后，則可以正確運行。
package com.secondgod.prototype;
import java.text.MessageFormat;
/**
* 語文作業(yè)
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class ChineseHomework implements IHomework, Cloneable {
/**
* 作業(yè)的所有者
*/
private String owner;
/**
* 作業(yè)標題/作業(yè)要求
*/
private String title;
/**
* 作業(yè)內(nèi)容
*/
private String content;
public ChineseHomework(String owner, String title, String content) {
this.owner = owner;
this.title = title;
this.content = content;
}
public String getOwner() {
return owner;
}
public void setOwner(String owner) {
this.owner = owner;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String toString() {
return MessageFormat.format("owner：{0}，title：{1}，content：{2}", owner, title, content);
}
@Override
public IHomework copy() {
try {
return (ChineseHomework) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
和我們自己實現(xiàn)copy效果一樣。clone是一個native方法，是交給本地實現(xiàn)的，通常是直接內(nèi)存拷貝。
淺拷貝和深拷貝
淺拷貝：創(chuàng)建一個新對象，然后將當前對象的非靜態(tài)字段復制到該新對象，如果字段是值類型的，那么對該字段執(zhí)行復制；如果該字段是引用類型的話，則復制引用但不復制引用的對象。因此，原始對象及其副本引用同一個對象。
深拷貝：創(chuàng)建一個新對象，然后將當前對象的非靜態(tài)字段復制到該新對象，無論該字段是值類型的還是引用類型，都復制獨立的一份。當你修改其中一個對象的任何內(nèi)容時，都不會影響另一個對象的內(nèi)容。
二當家的理解方式是，淺拷貝就是僅拷貝當前對象的內(nèi)容，深拷貝就是遞歸拷貝當前對象和當前對象的引用類型屬性的內(nèi)容，直到全部都是基本數(shù)據(jù)類型的屬性為止。另外，僅僅使用clone方法是淺拷貝。
package com.secondgod.prototype;/** * 測試原始模型 * * @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */public class Test implements Cloneable { private Field field; public Field getField() { return field; } public void setField(Field field) { this.field = field; } public Test clone() throws CloneNotSupportedException { return (Test) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Test t = new Test(); t.setField(new Field()); Test cloneT = t.clone(); System.out.println(t == cloneT); System.out.println(t.getField() == cloneT.getField()); }}class Field {}
源對象和克隆出的新對象field屬性值是同一個對象。所以是淺拷貝。
怎么實現(xiàn)深拷貝
讓每個引用類型屬性內(nèi)部都重寫clone() 方法，然后需要對所有引用類型屬性都調(diào)用clone方法。
package com.secondgod.prototype;
/**
* 測試原始模型
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class Test implements Cloneable {
private Field field;
public Field getField() {
return field;
}
public void setField(Field field) {
this.field = field;
}
public Test clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Test) super.clone();
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Test t = new Test();
t.setField(new Field());
Test cloneT = t.clone();
System.out.println(t == cloneT);
System.out.println(t.getField() == cloneT.getField());
}
}
class Field {
}
這種方式需要遞歸每個引用類型的屬性，要把他們的類都實現(xiàn)深拷貝，只到僅有基本數(shù)據(jù)類型為止。
利用序列化，這是個偷懶的辦法。但是二當家的覺得更安全，如果你確定是要深拷貝，使用該方式可以防止某處漏實現(xiàn)clone方法，而變成不完全的深拷貝。
package com.secondgod.prototype;
/**
* 測試原始模型
*
* @author 二當家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
*/
public class Test implements Cloneable {
private Field field;
public Field getField() {
return field;
}
public void setField(Field field) {
this.field = field;
}
public Test clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Test) super.clone();
}
public Test deepClone() throws CloneNotSupportedException {
Test t = new Test();
t.setField(this.getField().deepClone());
return t;
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Test t = new Test();
t.setField(new Field());
Test cloneT = t.clone();
System.out.println(t == cloneT);
System.out.println(t.getField() == cloneT.getField());
Test deepCloneT = t.deepClone();
System.out.println(t == deepCloneT);
System.out.println(t.getField() == deepCloneT.getField());
}
}
class Field implements Cloneable {
public Field clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Field) super.clone();
}
public Field deepClone() throws CloneNotSupportedException {
// 沒有引用類型屬性
return this.clone();
}
}
到底使用淺拷貝還是深拷貝，要根據(jù)實際情況。但是有一點是確定的，深拷貝需要創(chuàng)建更多對象，占用更多內(nèi)存。
總結
本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內(nèi)容！
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