Java设计模式之原型设计模式

我不是女神ヾ 2022-12-27 09:10 95阅读 0赞

## Java设计模式之原型模式 ##

1.  概念  
    原型（Prototype）模式的定义如下：用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。
2.  优缺点

*  原型模式的优点：  
    Java 自带的原型模式基于内存二进制流的复制，在性能上比直接 new 一个对象更加优良。  
    可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份，并将其状态保存起来，简化了创建对象的过程，以便在需要的时候使用（例如恢复到历史某一状态），可辅助实现撤销操作。
 *  原型模式的缺点：  
    需要为每一个类都配置一个 clone 方法  
    clone 方法位于类的内部，当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违背了开闭原则。  
    当实现深克隆时，需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来会比较麻烦。因此，深克隆、浅克隆需要运用得当。

1.  场景  
    定义已经说得很清楚，便于创建相同对象或者相似对象。
2.  案例深浅复制的区别

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。  
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。  
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

/** * @author zrj * @date 2020/12/9 * @since V1.0 **/
    @Getter
    @Setter
    @ToString
    public class Employee implements Cloneable { 
        private String name;
        private int age;
        /** * 地址对象 * 浅复制：Address未实现CloneAble接口，没有重写clone方法 */
        private Address address;
    
        /** * 工作经历 * 深复制：WorkStation实现CloneAble接口，重写clone方法 */
        private WorkStation workStation;
    
        public Employee(String name, int age, Address address, WorkStation workStation) { 
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.address = address;
            this.workStation = workStation;
        }
    
        public void setAddressInfo(String code, String name) { 
            address.setAddressCode( code );
            address.setAddressName( name );
        }
    
        public void setWorkStation(String code, String name) { 
            workStation.setWorkCode( code );
            workStation.setWorkStation( name );
        }
    
        public void showAddress() { 
            System.out.println( "------------------------------" );
            System.out.println( "姓名：" + name + ",年龄：" + age + ",地址：" + address.getAddressName() + ",工作：" + workStation.getWorkStation() );
        }
    
        @Override
        public Employee clone() throws CloneNotSupportedException { 
            return (Employee) super.clone();
        }
    
        public Employee deepClone() throws CloneNotSupportedException { 
            Employee deepClone = (Employee) super.clone();
            deepClone.setWorkStation( workStation.clone() );
            return deepClone;
        }
    }

/** * @author zrj * @date 2020/12/9 * @since V1.0 **/
    @Getter
    @Setter
    @ToString
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    public class Address { 
        private String addressCode;
        private String addressName;
    }

/** * @author zrj * @date 2020/12/9 * @since V1.0 **/
    @Getter
    @Setter
    @ToString
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    public class WorkStation implements Cloneable{ 
        private String workCode;
        private String workStation;
    
        @Override
        public WorkStation clone() throws CloneNotSupportedException { 
            return (WorkStation) super.clone();
        }
    
    }

/** * 浅复制 * 只能实现基本数据类型拷贝，对象，集合，容器等均为对象地址的引用 * 预期结果是，cloneA，cloneB都是克隆与Employee对象，设置三个不同地址，打印三个不同地址 * 实际结果是，三个地址相同，浅拷贝拷贝的是对象的引用，所以浅复制三个地址的值是一样的。 * <p> * 深复制 * 两个条件，引用的对象也实现了Cloneable接口，并所复制的对象也重新set了引用对象的clone对象。 * * @author zrj * @date 2020/12/5 * @since V1.0 **/
    public class PrototypeTest { 
    
        @Test
        public void prototypeTest() throws CloneNotSupportedException { 
            Employee employee = new Employee( "艾伦", 18, new Address(), new WorkStation() );
            employee.setAddressInfo( "1001", "西安" );
            employee.setWorkStation( "1", "开发" );
            System.out.println( "原对象：" + employee.toString() );
    
            System.out.println( "-------------------浅复制---------------------" );
            Employee cloneA = employee.clone();
            cloneA.setAddressInfo( "1002", "上海" );
            employee.setWorkStation( "2", "前端" );
            System.out.println( "克隆对象A：" + cloneA.toString() );
    
            Employee cloneB = employee.clone();
            cloneA.setAddressInfo( "1003", "南京" );
            employee.setWorkStation( "3", "测试" );
            System.out.println( "克隆对象B：" + cloneB.toString() );
    
            employee.showAddress();
            cloneA.showAddress();
            cloneB.showAddress();
    
            System.out.println( "-------------------深复制---------------------" );
    
            Employee cloneC = employee.deepClone();
            cloneA.setAddressInfo( "1002", "北极" );
            employee.setWorkStation( "2", "自然学家" );
            System.out.println( "cloneC：" + cloneA.toString() );
    
            Employee cloneD = employee.deepClone();
            cloneA.setAddressInfo( "1003", "南极" );
            employee.setWorkStation( "3", "物理学家" );
            System.out.println( "cloneD：" + cloneB.toString() );
    
            employee.showAddress();
            cloneC.showAddress();
            cloneD.showAddress();
        }
    }

输出结果：
    原对象：Employee(name=艾伦, age=18, address=Address(addressCode=1001, addressName=西安), workStation=WorkStation(workCode=1, workStation=开发))
    -------------------浅复制---------------------
    克隆对象A：Employee(name=艾伦, age=18, address=Address(addressCode=1002, addressName=上海), workStation=WorkStation(workCode=2, workStation=前端))
    克隆对象B：Employee(name=艾伦, age=18, address=Address(addressCode=1003, addressName=南京), workStation=WorkStation(workCode=3, workStation=测试))
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南京,工作：测试
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南京,工作：测试
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南京,工作：测试
    -------------------深复制---------------------
    cloneC：Employee(name=艾伦, age=18, address=Address(addressCode=1002, addressName=北极), workStation=WorkStation(workCode=2, workStation=自然学家))
    cloneD：Employee(name=艾伦, age=18, address=Address(addressCode=1003, addressName=南极), workStation=WorkStation(workCode=3, workStation=物理学家))
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南极,工作：物理学家
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南极,工作：测试
    ------------------------------
    姓名：艾伦,年龄：18,地址：南极,工作：自然学家