Java设计模式学习笔记四

原型模式

克隆羊的问题

现在有一只羊 tom，name = tom，age=1，color=white

传统方式解决克隆羊问题

public class Sheep {
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    
    ...//省略了get/set方法以及构造器方法
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Sheep sheep = new Sheep( "tom",1, "white");

        Sheep sheep1 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
        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());

        System.out.println(sheep);
        System.out.println(sheep1);
        System.out.println(sheep2);
        System.out.println(sheep3);
        System.out.println(sheep4);
    }
}

传统方式的优缺点
- 优点：简单易懂易操作
- 缺点：
  - 在创建新对象的时候，总事需要重新获取原始对象的属性，如果创建对象比较复杂时，效率低
  - 总是需要重新初始化对象，而不是动态的获取对象运行时状态，不灵活
- 改进思路：
  - Java中Object类是所有类的根类，Object类提供了一个clone()方法，该方法可以将一个Java对象复制一份，但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口 Cloneable，该接口表示该类能够复制且有复制的能力==》原型模式
原型模式——基本介绍
- 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
- 原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象在创建另一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节
- 工作原理：通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即 对象clone()

原型模式解决克隆羊问题--代码实现

public class Sheep implements Cloneable{
    private String name;
    private int age;
    private String color;
	...  //省略了get/set方法以及构造器方法
    @Override
    protected Object clone() {
        Sheep sheep = null;
        try {
            sheep = (Sheep)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return sheep;
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("原型模式完成对象的创建克隆");
        Sheep sheep = new Sheep( "tom",1, "white");

        Sheep sheep1 = (Sheep)sheep.clone();
        Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
        Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone();
        Sheep sheep4 = (Sheep)sheep.clone();

        System.out.println(sheep);
        System.out.println(sheep1);
        System.out.println(sheep2);
        System.out.println(sheep3);
        System.out.println(sheep4);
    }
}

原型模式在Spring框架中的应用
- Spring 中原型 bean 的创建，就是原型模式的应用
深拷贝-浅拷贝
- 7.1 浅拷贝
  - 对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象
  - 对于数据类型是引用数据类型的成员变量，那么浅拷贝进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用之（内存地址）复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。
- 上面所展示的克隆羊是浅拷贝
- 浅拷贝是使用默认的 clone() 方法来实现：sheep = (Sheep)super.clone();
- 7.2 深拷贝
  - 复制对象的所有基本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，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象（包括对象的引用类型）进行拷贝
  - 深拷贝实现方式1：重写 clone 方法来实现深拷贝
  - 深拷贝实现方式2：通过对象序列化实现深拷贝（推荐使用）
原型模式的注意事项和细节
- 创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能够提高效率。
- 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态
- 如果原始对象发生变化（增加或者减少属性），其他克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码
- 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码
- 缺点：需要为每一个类配备一个克隆方法，这对全新的类来说不是很难，但是已有的类进行改造时，需要修改其源代码，违背了 ocp 原则。