Java设计模式---原型模式(Prototype)

1.  原型模式(Prototype)定义:

     用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型得到行的实例

2.  实现方式:    

  • 实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口,它的作用只有一个,就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中,只有实现了这个接口的类才可以被拷贝,否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
  • 重写Object类中的clone方法。Java中,所有类的父类都是Object类,Object类中有一个clone方法,作用是返回对象的一个拷贝,但是其作用域protected类型的,一般的类无法调用,因此,Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。
3. 原型模式的注释事项:

      1.  构造方法不会执行

       一个实现了Cloneable并重写了clone方法的类A,有一个无参构造或有参构造B,通过new关键字产生了一个对象S,再然后通过S.clone()方式产生了一个新的对象T,那么在对象拷贝时构造函数B是不会被执行的。因为Object类的clone方法的原理是从内存中(具体的说就       是堆内存)以二进制流的方式进行拷贝,重新分配一个内存块。

      2.  浅复制与深复制    

   浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的,所以浅复制是不安全的(如果原来的实例被修改,那么新的实例也会跟着变化或者复制产生的实例被修改,原实例会发生变化)。

              对于浅复制: 类引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝:1.是类的成员变量而不是方法内变量;2必须是一个可变的引用对象,而不是一个原始类型或者不可变对象(包括int、long、char等及其对象类型[Integer、Long]、String)

   深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底。

 4. 浅复制与深复制的示例代码:

    辅助User类

public class User implements Serializable{
   
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	
	private String username;
	private String phone;
	
	
	public User(String username,String phone){
		this.username=username;
		this.phone=phone;
	}
	
	public String getUsername() {
		return username;
	}
	public void setUsername(String username) {
		this.username = username;
	}
	public String getPhone() {
		return phone;
	}
	public void setPhone(String phone) {
		this.phone = phone;
	}
			
}
原型类:

public class Prototype implements Cloneable ,Serializable{
    
	/**
	 * 
	 */
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	private String str;
    private User user;
    
	public User getUser() {
		return user;
	}

	public void setUser(User user) {
		this.user = user;
	}

	public String getStr() {
		return str;
	}

	public void setStr(String str) {
		this.str = str;
	}
	
	/* 
	 * 浅复制
	 */
	@Override
	public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		Prototype up=(Prototype) super.clone();
		return up;
	}
	
	/**
	 * 深复制
	 * @return
	 * @throws IOException
	 * @throws ClassNotFoundException
	 */
	public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{
		/* 写入当前对象的二进制流 */
		ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bos);
		oos.writeObject(this);
		
		/* 读出当前对象的二进制流  */
		ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
		ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bis);
		Object obj=ois.readObject();
		return obj;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Prototype obj=new Prototype();
		User user=new User("aaaa", "13321352222");
		obj.setStr("原型模式");
		obj.setUser(user);
		try {
			//浅复制对象
			System.out.println("浅克隆前的obj-user的username为:"+obj.getUser().getUsername());
			
			Prototype copyObj=(Prototype) obj.clone();
			
			System.out.println("浅克隆后的obj-user的username为:"+obj.getUser().getUsername());

			System.out.println("浅克隆后的copyObj-user的username为:"+copyObj.getUser().getUsername());
	
			user.setUsername("vvvv");
			
			System.out.println("浅克隆后修改user后obj的username为:"+obj.getUser().getUsername());
		
			System.out.println("浅克隆后修改user后copyObj的username为:"+copyObj.getUser().getUsername());
			
			//深复制对象
			Prototype deepCopyObj=(Prototype) obj.deepClone();
			
			System.out.println("深克隆后deepCopyObj的username为:"+deepCopyObj.getUser().getUsername());
			
			user.setUsername("pppp");
			
			System.out.println("深隆后修改user后deepCopyObj的username为:"+deepCopyObj.getUser().getUsername());
			
			System.out.println("深隆后修改user后obj的username为:"+obj.getUser().getUsername());
			
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			
			e.printStackTrace();
			
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			
			e.printStackTrace();
			
		} catch (IOException e) {
			
			e.printStackTrace();
			
		}
	}

}
测试结果:

浅克隆前的obj-user的username为:aaaa
浅克隆后的obj-user的username为:aaaa
浅克隆后的copyObj-user的username为:aaaa
浅克隆后修改user后obj的username为:vvvv
浅克隆后修改user后copyObj的username为:vvvv
深克隆后deepCopyObj的username为:vvvv
深隆后修改user后deepCopyObj的username为:vvvv
深隆后修改user后obj的username为:pppp
结果分析:

从结果来看,浅复制之后修改了user的内容,2个对象都发生了变化,而深复制之后修改user,只是原对象发生了改变,复制产生的对象并没有发生变化。所以这也验证了:Object类提供的方法clone只是拷贝本对象,其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝,还是指向原生对象的内部元素地址
上述代码中的深复制通过读取序列化后的对象二进制流的方式实现,所以User类和原型类均实现了Serializable接口

5. 原型模式的优点:

原型模式是在内存二进制流的拷贝,要比直接new一个对象性能好很多,特别是要在一个循环体内产生大量的对象时,原型模式可以更好的体现其优点。


  

原文地址:https://www.cnblogs.com/elgin-seth/p/5293771.html