Java?超詳細講解設(shè)計模式之原型模式講解
傳統(tǒng)方式
克隆羊問題
現(xiàn)在有一只羊 tom，姓名為: tom，年齡為:1，顏色為:白色，請編寫程序創(chuàng)建和 tom羊?qū)傩酝耆嗤?0只羊。
傳統(tǒng)方式解決克隆羊問題
思路分析（圖解）
代碼演示:
public class Sheep {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
public void setName(String name) {
public int getAge() {
return age;
public void setAge(int age) {
public String getColor() {
return color;
public void setColor(String color) {
@Override
public String toString() {
return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", color=" + color + "]";
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//傳統(tǒng)方法
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());
Sheep sheep5 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
//....
System.out.println(sheep);
System.out.println(sheep2);
System.out.println(sheep3);
System.out.println(sheep4);
System.out.println(sheep5);
//...
}
}傳統(tǒng)方式的優(yōu)缺點
①優(yōu)點是比較好理解，簡單易操作。
②在創(chuàng)建新的對象時，總是需要重新獲取原始對象的屬性，如果創(chuàng)建的對象比較復(fù)雜時，效率較低③總是需要重新初始化對象，而不是動態(tài)地獲得對象運行時的狀態(tài)，不夠靈活
④改進的思路分析
思路:Java中 Object類是所有類的根類，Object類提供了一個clone()方法，該方法可以將一個Java對象復(fù)制一份,但是需要實現(xiàn)clone的Java類必須要實現(xiàn)一個接口Cloneable,該接口表示該類能夠復(fù)制且具有復(fù)制的能力
原型模式基本介紹
①原型模式(Prototype模式)是指:用原型實例指定創(chuàng)建對象的種類，并且通過拷貝這些原型，創(chuàng)建新的對象
②原型模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，允許一個對象再創(chuàng)建另外一個可定制的對象，無需知道如何創(chuàng)建的細節(jié)
③工作原理是:通過將一個原型對象傳給那個要發(fā)動創(chuàng)建的對象，這個要發(fā)動創(chuàng)建的對象通過請求原型對象拷貝它們自己來實施創(chuàng)建，即對象.clone()
④形象的理解:孫大圣拔出猴毛，變出其它孫大圣
原型模式原理結(jié)構(gòu)圖-uml圖
原理結(jié)構(gòu)圖說明
Prototype :原型類，聲明一個克隆自己的接口
ConcretePrototype:具體的原型類，實現(xiàn)一個克隆自己的操作
Client:讓一個原型對象克隆自己，從而創(chuàng)建一個新的對象(屬性一樣)
原型模式解決克隆羊問題的應(yīng)用實例
使用原型模式改進傳統(tǒng)方式，讓程序具有更高的效率和擴展性。
代碼演示：
public class Sheep implements Cloneable {
private String name;
private int age;
private String color;
private String address = "蒙古羊";
public Sheep friend; //
public Sheep(String name, int age, String color) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
public void setName(String name) {
public int getAge() {
return age;
public void setAge(int age) {
public String getColor() {
return color;
public void setColor(String color) {
@Override
public String toString() {
return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", color=" + color + ", address=" + address + "]";
//克隆該實例，使用默認的構(gòu)造方法來完成
protected Object clone() {
Sheep sheep = null;
try {
sheep = (Sheep)super.clone();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e.getMessage());
}
// TODO Auto-generated method stub
return sheep;
}public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("原型模式完成對象的創(chuàng)建");
// TODO Auto-generated method stub
Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色 ");
sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "藍色");
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
Sheep sheep4 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
Sheep sheep5 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
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());
System.out.println("sheep5 =" + sheep5 + "sheep5.friend=" + sheep5.friend.hashCode());
}
}原型模式在spring框架中源碼分析
Spring 中原型bean 的創(chuàng)建，就是原型模式的應(yīng)用
深入討論-淺討論和深拷貝
淺拷貝基本介紹
①對于數(shù)據(jù)類型是基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，淺拷貝會直接進行值傳遞，也就是將該屬性值復(fù)制一份給新的對象。
②對于數(shù)據(jù)類型是引用數(shù)據(jù)類型的成員變量，比如說成員變量是某個數(shù)組、某個類的對象等，那么淺拷貝會進行引用傳遞，也就是只是將該成員變量的引用值〈內(nèi)存地址）復(fù)制一份給新的對象。因為實際上兩個對象的該成員變量都指向同一個實例。在這種情況下，在一個對象中修改該成員變量會影響到另一個對象的該成員變量值
③前面的克隆羊就是淺拷貝
④淺拷貝是使用默認的clone()方法來實現(xiàn)，sheep= (Sheep) super.clone();
深拷貝基本介紹
①復(fù)制對象的所有基本數(shù)據(jù)類型的成員變量值
②為所有引用數(shù)據(jù)類型的成員變量申請存儲空間，并復(fù)制每個引用數(shù)據(jù)類型成員變量所引用的對象，直到該對象可達的所有對象。也就是說，對象進行深拷貝要對整個對象(包括對象的引用類型)進行拷貝
③深拷貝實現(xiàn)方式1:重寫clone方法來實現(xiàn)深拷貝
④深拷貝實現(xiàn)方式2:通過對象序列化實現(xiàn)深拷貝(推薦)
深拷貝應(yīng)用案例;
①使用重寫clone方法實現(xiàn)深拷貝
②使用序列化來實現(xiàn)深拷貝
③代碼演示
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{
public String name; //String屬性
public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;//引用類型
public DeepProtoType() {
super();
}
//深拷貝實現(xiàn)方式1:重寫clone方法來實現(xiàn)深拷貝
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deep = null;
//這里完成對基本數(shù)據(jù)類型（屬性）和String的克隆
deep = super.clone();
//對引用類型的屬性，進行單獨處理
DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deep;
deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone();
// TODO Auto-generated method stub
return deepProtoType;
//深拷貝實現(xiàn)方式2:通過對象序列化實現(xiàn)深拷貝
public Object deepClone() {
//創(chuàng)建流對象
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); //當前這個對象以對象流的方式輸出
//反序列化
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType)ois.readObject();
return copyObj;
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
//關(guān)閉流
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e2.getMessage());
}
}
}public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String cloneName;
private String cloneClass;
//構(gòu)造器
public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
this.cloneName = cloneName;
this.cloneClass = cloneClass;
}
//因為該類的屬性，都是String，因此我們這里使用默認的clone完成即可
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// TODO Auto-generated method stub
DeepProtoType p = new DeepProtoType();
p.name = "宋江";
p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛的類");
//方式1完成深拷貝
// DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
//
// System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
// System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
//方式2完成深拷貝
DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.deepClone();
System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
}
}原型模式的注意事項和細節(jié)
①創(chuàng)建新的對象比較復(fù)雜時，可以利用原型模式簡化對象的創(chuàng)建過程，同時也能夠提高效率
②不用重新初始化對象，而是動態(tài)地獲得對象運行時的狀態(tài)
③如果原始對象發(fā)生變化(增加或者減少屬性)，其它克隆對象的也會發(fā)生相應(yīng)的變化，無需修改代碼
④在實現(xiàn)深克隆的時候可能需要比較復(fù)雜的代碼
⑤缺點:需要為每一個類配備一個克隆方法，這對全新的類來說不是很難，但對已有的類進行改造時，需要修改其源代碼，違背了ocp原則，這點請同學(xué)們注意。
到此這篇關(guān)于Java 超詳細講解設(shè)計模式之原型模式講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 原型設(shè)計模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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