設計模式（四）原型模式

原型模式：通過new產生一個對象需要非常繁瑣的數據准備或訪問權限，則可以使用原型模式。就是java中的克隆技術，以某個對象為原型，復制出新的對象。顯然，新的對象具備原型對象的特點。

優勢：效率高（直接克隆，避免了重新執行構造步驟）。

克隆類似於new，但是不同於new。new創建新的對象屬性采用的是默認值。克隆出的對象的屬性值完全和原型對象相同。並且克隆出的新對象改變不會影響原型對象。然后，再修改克隆對象的值。

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原型模式實現：

Cloneable接口和clone方法。

Prototype模式中實現起來最困難的地方就是內存復制操作，所幸在Java中提供了clone()方法替我們做了絕大部分事情。

 

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淺復制和深復制：

例：淺復制

 定義一個Sheep類：

package com.ztq.prototype;

import java.util.Date;

public class Sheep implements Cloneable{
    private String sname;
    private Date birthday;
    
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object obj = super.clone(); //直接調用Object對象的clone()方法
        return obj;
    }

    public String getSname() {
        return sname;
    }

    public void setSname(String sname) {
        this.sname = sname;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    public Sheep(String sname, Date birthday) {
        super();
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }
    
    public Sheep(){}
}

測試類：

package com.ztq.prototype;

import java.util.Date;

/***
 * 測試原型模式(淺復制)
 * @author ZTQ
 *
 */
public class Client2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Date date = new Date(123123123123L);
        Sheep s1 = new Sheep("aa", date);
        Sheep s2 = (Sheep)s1.clone();
        
        System.out.println(s1.getBirthday());
        
        date.setTime(234234234L);
        
        System.out.println(s1.getBirthday());
        System.out.println(s2.getBirthday());
    }
}

打印結果：

Mon Nov 26 08:52:03 GMT+08:00 1973
Sun Jan 04 01:03:54 GMT+08:00 1970
Sun Jan 04 01:03:54 GMT+08:00 1970

可見，s2克隆的s1，更改時間后，s2的birthday屬性也跟着改變了。

 

深復制：

將重新的clone方法中添加代碼：

@Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object obj = super.clone(); //直接調用Object對象的clone()方法
        
        //添加如下代碼實現深復制
        Sheep s = (Sheep)obj;
        s.birthday = (Date)this.birthday.clone();
        
        return obj;
    }

打印結果：

Mon Nov 26 08:52:03 GMT+08:00 1973
Sun Jan 04 01:03:54 GMT+08:00 1970
Mon Nov 26 08:52:03 GMT+08:00 1973

時間改變后，s2的birthday屬性並沒有隨之改變。

 

序列化和反序列化實現深復制：

public class Client2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {
        Date date = new Date(123123123123L);
        Sheep s1 = new Sheep("aa", date);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s1.getSname());
        System.out.println(s1.getBirthday());
//        Sheep s2 = (Sheep)s1.clone();
//        使用序列化和反序列化實現深復制
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(s1);
        byte[] bytes = bos.toByteArray();
        
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        Sheep s2 = (Sheep)ois.readObject();  //克隆好的對象
        
        date.setTime(234234234L);  
        
        System.out.println(s1.getBirthday());
        System.out.println(s2.getBirthday());
    }

 打印結果：

com.ztq.prototype.Sheep@133c5982
aa
Mon Nov 26 08:52:03 GMT+08:00 1973
Sun Jan 04 01:03:54 GMT+08:00 1970
Mon Nov 26 08:52:03 GMT+08:00 1973

 

 

開發中的應用場景：

——原型模式很少單獨出現，一般是和工廠方法模式一起出現，通過clone的方法創建一個對象，然后由工廠方法提供給調用者。

　　spring中bean的創建實際就是兩種：單例模式和原型模式。（當然，原型模式需要和工廠模式搭配起來）

 

總結：

創建者模式：都是用來幫助我們創建對象的。

——單例模式：

　　保證一個類只有一個實例，並且提供一個訪問該實例的全局訪問點。

——工廠模式：

　　簡單工廠模式：用來生產同一等級結構中的任意產品。（對於增加新的產品，需要修改已有代碼）

　　工廠方法模式：用來生產同一等級結構中的固定產品。（支持增加任意產品）

　　抽象工廠模式：用來生產不同產品族的全部產品。（對於增加新的產品，無能為力；支持增加產品族）

——建造者模式：

　　分離了對象子組件的單獨構造（由Builder來負責）和裝配（由Director負責），從而可以構造出復雜的對象。

——原型模式：

　　通過new產生一個對象需要非常繁瑣的數據准備或訪問權限，則可以使用原型模式。