【Java设计模式】006-原型模式
【Java设计模式】006-原型模式
訾博ZiBo
发布于 2025-01-06 14:00:12
发布于 2025-01-06 14:00:12
代码可运行
运行总次数：0
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二、原型模式
第二次梳理：原型模式的目的是在创建多个同一个类的相同或相似对象（属性等完全相同，或者稍有不同）时提高效率，直接对原有对象进行复制，若有个别属性的不同再对个别属性进行修改即可！浅克隆（浅拷贝）就是克隆的时候只克隆基本数据类型的属性，对象克隆的是内存地址，深克隆（深拷贝）克隆所有数据！原型管理器是对多个被克隆对象的集中管理，以方便克隆！时间：2021年05月13日 09点23分40秒
1、概述
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。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、应用场景
- 对象之间相同或相似，即只是个别的几个属性不同的时候；
- 创建对象成本较大，例如初始化时间长，占用CPU太多，或者占用网络资源太多等，需要优化资源；
- 创建一个对象需要繁琐的数据准备或访问权限等，需要提高性能或者提高安全性；
- 系统中大量使用该类对象，且各个调用者都需要给它的属性重新赋值；
3、优缺点
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；
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。
4、主要角色
- 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的接口；
- 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象；
- 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象；
5、深克隆与浅克隆
也就是深拷贝与浅拷贝
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；
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；
6、通过Cloneable接口实现浅克隆
实体类
package com.zibo.design.one;
public class Dog implements Cloneable {
private final String name;
private final int age;
public Dog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("原型创建成功！");
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("圆形复制成功！");
return super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "Dog{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}测试类
package com.zibo.design.one;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Dog dog = new Dog("小黑", 1);
Dog dog1 = (Dog)dog.clone();
Dog dog2 = (Dog)dog.clone();
Dog dog3 = (Dog)dog.clone();
System.out.println(dog);
System.out.println(dog1);
System.out.println(dog2);
System.out.println(dog3);
}
}运行结果
原型创建成功！
圆形复制成功！
圆形复制成功！
圆形复制成功！
Dog{name='小黑', age=1}
Dog{name='小黑', age=1}
Dog{name='小黑', age=1}
Dog{name='小黑', age=1}7、改良5
上面的例子是完全的克隆，一点属性都没有，实际生活中总要有所区分吧
实体类
package com.zibo.design.one;
public class Dog implements Cloneable {
private String name;
private final int age;
public Dog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("原型创建成功！");
}
// 我们可以自定义克隆，传入名字，克隆之后改一个名字
protected Dog clone(String name) throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("原型复制成功！");
Dog clone = (Dog)super.clone();
clone.name = name;
return clone;
}
@Override
public String toString() {
return "Dog{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}测试类
package com.zibo.design.one;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Dog dog = new Dog("大狗子", 1);
Dog dog1 = dog.clone("二狗子");
Dog dog2 = dog.clone("三狗子");
Dog dog3 = dog.clone("四狗子");
System.out.println(dog);
System.out.println(dog1);
System.out.println(dog2);
System.out.println(dog3);
}
}运行结果
原型创建成功！
原型复制成功！
原型复制成功！
原型复制成功！
Dog{name='大狗子', age=1}
Dog{name='二狗子', age=1}
Dog{name='三狗子', age=1}
Dog{name='四狗子', age=1}8、原型管理器
原型模式的扩展
概述
原型管理器(Prototype Manager)是将多个原型对象存储在一个集合中供客户端使用，它是一个专门负责克隆对象的工厂，其中定义了一个集合用于存储原型对象，如果需要某个原型对象的一个克隆，可以通过复制集合中对应的原型对象来获得。在原型管理器中针对抽象原型类进行编程，以便扩展；
功能类
package com.zibo.design.one;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public interface Dog extends Cloneable{
Dog clone() throws CloneNotSupportedException;
}
// 原型管理器
class PrototypeManager {
// 存放原型
private final Map<String,Dog> map = new HashMap<>();
// 饿汉式实例化管理器
private static final PrototypeManager manager = new PrototypeManager();
// 装载所有原型
private PrototypeManager() {
map.put("bigDog",new BigDog("大狗子",10));
map.put("littleDog",new LittleDog("小狗子",1));
}
public static PrototypeManager getManager(){
return manager;
}
// 克隆原型
public Dog getDog(String key) throws CloneNotSupportedException {
return map.get(key).clone();
}
}
// 大狗原型
class BigDog implements Dog {
private final String name;
private final int age;
public BigDog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("大狗原型创建成功！");
}
@Override
public Dog clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("大狗原型复制成功！");
return (Dog) super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "bigDog{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
// 小狗原型
class LittleDog implements Dog {
private final String name;
private final int age;
public LittleDog(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("小狗原型创建成功！");
}
@Override
public Dog clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("小狗原型复制成功！");
return (Dog) super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "littleDog{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}测试类
package com.zibo.design.one;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
PrototypeManager manager = PrototypeManager.getManager();
Dog bigDog = manager.getDog("bigDog");
System.out.println(bigDog);
Dog littleDog = manager.getDog("littleDog");
System.out.println(littleDog);
}
}运行结果
大狗原型创建成功！
小狗原型创建成功！
大狗原型复制成功！
bigDog{name='大狗子', age=10}
小狗原型复制成功！
littleDog{name='小狗子', age=1}本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。
原始发表：2025-01-06，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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