原型模式

7.1 克隆羊问题

现在有一只羊tom,姓名为:tom,年龄为: 1，颜色为:白色，请编写程序创建和tom羊属性完全相同的10 只羊。

7.2 传统方式解决克隆羊问题

1、思路分析(图解)

2、看老师代码演示

package com.atguigu.prototype;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");

        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());
        Sheep sheep5 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
        ///....

        System.out.println(sheep1);
        System.out.println(sheep2);
    }
}

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7.3 传统方式的优缺点

有点是比较好理解，简单易操作
在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较低
总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态，不够灵活
改进的思路分析

思路: Java中Object类是所有类的根类，Object 类提供了一个clone0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具有复制的能力=>

原型模式

7.4 原型模式-基本介绍

1、原型模式(Prototype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 2、原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节 3、工作原理是: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() 4、形象的理解:孙大圣拔出猴毛，变出其它孙大圣

7.5 原型模式原理结构图 uml 类图

原型结构图说明

Prototype:原型类，声明一个克隆自己的接口

ConcretePrototype：具体的原型类，实现一个克隆自己的操作

Cient 让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象(属性一样)

7.6 原型模式解决克隆羊问题的应用实例

使用原型模式改进传统方式，让程序具有更高的效率和扩展性

代码实现

![Snipaste_2020-10-02_16-38-31](images/Snipaste_2020-10-02_16-38-31.png)package com.atguigu.prototype.improve;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */

public class Sheep implements Cloneable {

    private String name;
    private int age;
    private String color;
    public Sheep firend; // 是对象 克隆是会如何处理，默认是浅拷贝

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    protected  Object clone()  {
        Sheep sheep = null;
        try {
            sheep = (Sheep) super.clone();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return sheep;
    }
}

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package com.atguigu.prototype.improve;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("原型模式完成对象创建");
        Sheep sheep = new Sheep("tom",1,"白色");
        Sheep sheep1 = (Sheep) sheep.clone(); // 克隆
        Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();
        Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone();
        Sheep sheep4 = (Sheep) sheep.clone();

        System.out.println("sheep2=" + sheep2);

    }
}

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7.7 原型模式在 Spring 框架中源码分析

Spring 中原型 bean 的创建，就是原型模式的应用

代码分析+Debug源码

7.8 深入讨论-浅拷贝和深拷贝

7.8.1浅拷贝的介绍

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，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值(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。在这种情况下，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
前面我们克隆羊就是浅拷贝
浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现

sheep = (Sheep) super.clone();

7.8.2 深拷贝基本介绍

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进行拷贝(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)。

7.9 深拷贝应用分析

使用重写 clone方法实现深拷贝
使用序列化实现深拷贝
代码演示

package com.atguigu.prototype.deepclone;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */
public class DeepCloneableTarget implements Serializable,Cloneable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String cloneName;

    private String cloneClass;


    public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
        this.cloneName = cloneName;
        this.cloneClass = cloneClass;
    }

    // 该类属性都是String 默认clone方法 浅拷贝
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

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package com.atguigu.prototype.deepclone;

import java.io.*;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */
public class DeepProtoType implements Serializable,Cloneable {

    public String name;
    public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;

    public DeepProtoType() {
        super();
    }
    //深拷贝-- method1 使用clone方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object deep = null;
        // 这是完成对基本数据类型(属性)和String的克隆
        deep = super.clone();
        //对引用类型的属性,进行单独处理
        DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deep;
        deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget) deepCloneableTarget.clone();

        return deepProtoType;
    }

    // 深拷贝 method2 通过对象序列化实现(推荐)
    public Object deepClone() {

        // 创建流对象
        ByteArrayOutputStream bos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        ByteArrayInputStream bis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try {
            // 序列化
            bos = new ByteArrayOutputStream();
            oos = new ObjectOutputStream(bos);
            // 当前这个对象以对象流的方式输出
            oos.writeObject(this);

            // 反序列化
            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);
            DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType) ois.readObject();

            return copyObj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } finally {
            try {
                bos.close();
                oos.close();
                bis.close();
                ois.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

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package com.atguigu.prototype.deepclone;

/**
 * @author gcq
 * @Create 2020-10-02
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        DeepProtoType p = new DeepProtoType();
        p.name = "宋江";
        p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛","大牛的类");

        // 方式1 完成深拷贝
//        DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
//        System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTraget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
//        System.out.println("p2.name=" + p2.name + "p2.deepCloneableTraget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());

        // 方式2 完成深拷贝
        DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.deepClone();
        System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTraget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
        System.out.println("p2.name=" + p2.name + "p2.deepCloneableTraget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());


    }
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7.10 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)，其它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，但对已有
的类进行改造时，需要修改其源代码，违背了ocp原则，这点请同学们注意.

上次更新: 2024/03/29, 08:56:31

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