设计模式之原型模式（java实现）

Bertha 。 2022-04-11 02:43 137阅读 0赞

原型模式（Prototype Pattern）:就是从一个对象再创建另一个可定制对象的，而且不需要知道任何创建的细节。所谓原型模式，就是 Java 中的克隆技术，以某个对象为原型。复制出新的对象。显然新的对象具备原 型对象的特点，效率高(避免了重新执行构造过程步骤)。

所以当直接创建对象代价比较大的时候，推荐使用这种设计模式，例如对象在访问数据库操作之后被创建，那么可以缓存该对象，在下一个请求是返回它的克隆，这样可以减少对数据库的调用来提高性能。

在Spring中，把对象中配置的依赖关系，在每次使用对象之前，都会创建一个新的对象，并且会将依赖关系完整的赋值给这个行创建的对象。

在java中拷贝主要继承于Cloneable，直接实现的就是浅拷贝。

浅拷贝简单的理解就是当复制一个对象的时候，其实他的引用地址是不变的，那么当原对象更改了的话，复制的对象也会跟着更改。

而深拷贝则是，复制一个对象的时候，新的对象会重新申请新的内存空间，虽然结构和原对象是一样的，但是当拷贝完成之后，改变原对象的结构，并不会影响新的对象。

所以原型模式，也有对应的两种返回，即返回浅拷贝的对象和深拷贝的对象。

下面就是具体的实现了：

例子是一个比方，类MonkeyKing 继承于Monkey，然后它里面有浅拷贝方法clone()和深拷贝方法copy（）（一般来说只需要一个，实际使用中如果需要深拷贝，一般是重写clone（）方法）。

首先设计类图:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hhcnJ5cHR0ZXI_size_16_color_FFFFFF_t_70][]Monkey类的实现

package ProtoType;
    
    import java.util.Date;
    
    //猴子
    public class Monkey {
        //身高
        protected int height;//基本
        //体重
        protected int weight;
        //生日
        protected Date birthday;//不是基本类型
    
        public int getHeight() {
            return height;
        }
        public void setHeight(int height) {
            this.height = height;
        }
        public int getWeight() {
            return weight;
        }
        public void setWeight(int weight) {
            this.weight = weight;
        }
        public Date getBirthday() {
            return birthday;
        }
        public void setBirthday(Date birthday) {
            this.birthday = birthday;
        }
    }

GoldRingStaff实现

package ProtoType;
    
    import java.io.Serializable;
    
    /**
     * 金箍棒
     *
     */
    public class GoldRingedStaff implements Serializable {
        private float height = 100; //长度
        private float diameter = 10;//直径
    
    
        /**
         * 金箍棒长大
         */
        public void grow(){
            this.diameter *= 2;
            this.height *= 2;
        }
    
        /**
         * 金箍棒缩小
         */
        public void shrink(){
            this.diameter /= 2;
            this.height /= 2;
        }
    }

MonkeyKing 类实现

package ProtoType;
    
    import java.io.*;
    import java.util.Date;
    import ProtoType.GoldRingedStaff;
    
    public class MonkeyKing extends Monkey implements Cloneable,Serializable {
        private GoldRingedStaff goldRingedStaff;
    
        public MonkeyKing(){
            this.goldRingedStaff = new GoldRingedStaff();
            this.birthday = new Date();
            this.height = 150;
            this.weight = 324;
            System.out.println("------------");
    
        }
    
        public Object clone(){
            //浅克隆
            try {
                return super.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        }
    
        //深克隆 需要通过序列化操作
        public Object copy() {
            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);
    
                //反序列化
                bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
                ois = new ObjectInputStream(bis);
                MonkeyKing copy = (MonkeyKing)ois.readObject();
                copy.birthday = new Date();
                return copy;
    
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return null;
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }finally {
                try {
                    bos.close();
                    oos.close();
                    bis.close();
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
        public GoldRingedStaff getGoldRingedStaff() {
            return goldRingedStaff;
        }
    
        public void setGoldRingedStaff(GoldRingedStaff goldRingedStaff) {
            this.goldRingedStaff = goldRingedStaff;
        }
    
        public void change(){
            MonkeyKing origin = new MonkeyKing();
            MonkeyKing monkeyKingClone = (MonkeyKing)origin.clone();
    
    
            System.out.println("大圣本尊生日是：" + origin.getBirthday().getTime());
            System.out.println("---------浅拷贝-------\n");
            System.out.println("克隆大圣的生日是:" + monkeyKingClone.getBirthday().getTime());
            System.out.println("大圣本尊和克隆大圣是否为同一个对象:" + (origin == monkeyKingClone));
            System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒跟克隆大圣持有金箍棒是否为同一个对象:" + (origin.getGoldRingedStaff() == monkeyKingClone.getGoldRingedStaff()));
            MonkeyKing monkeyKingCopy = (MonkeyKing)copy();
            System.out.println("---------深拷贝-------\n");
            System.out.println("克隆大圣的生日是:" + monkeyKingCopy.getBirthday().getTime());
            System.out.println("大圣本尊和克隆大圣是否为同一个对象:" + (origin == monkeyKingCopy));
            System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒跟克隆大圣持有金箍棒是否为同一个对象:" + (origin.getGoldRingedStaff() == monkeyKingCopy.getGoldRingedStaff()));
    
    
    
        }
    
    }

创建一个测试类：

package ProtoType;
    
    public class MonkeyKingTest {
        public static void main(String[] args) {
            MonkeyKing monkeyKing = new MonkeyKing();
            monkeyKing.change();
        }
    
    }

执行，测试类，返回结果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hhcnJ5cHR0ZXI_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hhcnJ5cHR0ZXI_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220411/2c6daa4a1c3448c9b3b215c438010501.png
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