原型模式是一种创建型设计模式,通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型,然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。
原型模式有两种表现形式:
1)简单形式;
2)登记形式,这两种表现形式仅仅是原型模式的不同实现。
简单形式的原型模式,涉及到三种角色分别如下:
1)客户(Client
)角色:客户类提出创建对象的请求。
2)抽象原型(Prototype
)角色:这是一个抽象角色,通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
3)具体原型(Concrete Prototype
)角色:被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。
原型模式中的拷贝分为"浅拷贝"和"深拷贝":
浅拷贝: 对值类型的成员变量进行值的复制,对引用类型的成员变量只复制引用,不复制引用的对象。
深拷贝: 对值类型的成员变量进行值的复制,对引用类型的成员变量也进行引用对象的复制。
一、浅拷贝
只负责克隆按值传递的数据(比如基本数据类型、String
类型),而不复制它所引用的对象,换言之,所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。
实体类,具体代码如下:
package com.yoodb; public class Prototype implements Cloneable{ private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override protected Object clone() { // TODO Auto-generated method stub try { return super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return null; } }
测试函数,具体代码如下:
package com.yoodb; public class TestMain { public static void main(String[] args) { Prototype pro = new Prototype(); pro.setName("欢迎收藏www.yoodb.com"); Prototype prot = (Prototype) pro.clone(); prot.setName("欢迎收藏www.yoodb.com"); System.out.println("original object:" + pro.getName()); System.out.println("cloned object:" + prot.getName()); } }
运行结果如下:
original object:欢迎收藏www.yoodb.com cloned object:欢迎收藏www.yoodb.com
二、深拷贝
除了浅度克隆要克隆的值外,还负责克隆引用类型的数据。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象,而不再是原有的那些被引用的对象。换言之,深度克隆把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍,而这种对被引用到的对象的复制叫做间接复制。
实例一
实体类,具体代码如下:
package com.yoodb; public class Prototype implements Cloneable{ private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override protected Object clone() { // TODO Auto-generated method stub try { return super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return null; } } //实体二 package com.yoodb; public class NewPrototype implements Cloneable{ private String id; private Prototype prototype; public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public Prototype getPrototype() { return prototype; } public void setPrototype(Prototype prototype) { this.prototype = prototype; } @Override protected Object clone() { NewPrototype prot = null; try { prot = (NewPrototype) super.clone(); prot.prototype = (Prototype) this.getPrototype().clone(); return prot; } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } return null; } }
测试函数,具体代码如下:
package com.yoodb; public class TestMain { public static void main(String[] args) { //普通赋值 Prototype pro = new Prototype(); pro.setName("欢迎收藏blog.yoodb.com"); NewPrototype newPro = new NewPrototype(); newPro.setId("yoodb"); newPro.setPrototype(pro); //克隆赋值 NewPrototype proc = (NewPrototype) newPro.clone(); proc.setId("yoodb"); proc.getPrototype().setName("欢迎收藏blog.yoodb.com"); System.out.println("original object id:" + newPro.getId()); System.out.println("original object name:" + newPro.getPrototype().getName()); System.out.println("cloned object id:" + proc.getId()); System.out.println("cloned object name:" + proc.getPrototype().getName()); } }
运行结果如下:
original object id:yoodb original object name:欢迎收藏blog.yoodb.com cloned object id:yoodb cloned object name:欢迎收藏blog.yoodb.com
实例二
利用串行化来实现深克隆,把对象写道流里的过程是串行化(Serilization)过程;把对象从流中读出来是并行化(Deserialization)过程。
实体类,具体代码如下:
package com.yoodb; import java.io.Serializable; public class Prototype implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 1L; private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } //实体二 package com.yoodb; import java.io.ByteArrayInputStream; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.io.Serializable; public class NewPrototype implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 1L; private String id; private Prototype prototype; public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public Prototype getPrototype() { return prototype; } public void setPrototype(Prototype prototype) { this.prototype = prototype; } protected Object deepClone(){ try { ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo); oo.writeObject(this); ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray()); ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi); return oi.readObject(); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } return null; } }
测试函数,具体代码如下:
package com.yoodb; public class TestMain { public static void main(String[] args) { //普通赋值 Prototype pro = new Prototype(); pro.setName("欢迎收藏www.yoodb.com"); NewPrototype newPro = new NewPrototype(); newPro.setId("yoodb"); newPro.setPrototype(pro); //克隆赋值 NewPrototype proc = (NewPrototype) newPro.deepClone(); proc.setId("yoodb"); proc.getPrototype().setName("欢迎收藏www.yoodb.com"); System.out.println("original object id:" + newPro.getId()); System.out.println("original object name:" + newPro.getPrototype().getName()); System.out.println("cloned object id:" + proc.getId()); System.out.println("cloned object name:" + proc.getPrototype().getName()); } }
运行结果如下:
original object id:yoodb original object name:欢迎收藏www.yoodb.com cloned object id:yoodb cloned object name:欢迎收藏www.yoodb.com
克隆满足的条件:
clone()
方法将对象复制了一份并返还给调用者。所谓“复制”的含义与clone()
方法是怎么实现的。一般而言,clone()
方法满足以下的描述:
1)对任何的对象x
,都有:x.clone()!=x
。换言之,克隆对象与原对象不是同一个对象。
2)对任何的对象x
,都有:x.clone().getClass() == x.getClass()
,换言之,克隆对象与原对象的类型一样。
3)如果对象x
的equals()
方法定义其恰当的话,那么x.clone().equals(x)
应当成立的。
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本文标题:Java 设计模式之原型模式
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