Java原型设计模式是什么

本篇内容介绍了“Java原型设计模式是什么”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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原型模式

原型模式

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（复制，粘贴，克隆的意思,尽量避免new的方式）

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()

这个原型模式我是想了一天，都没有想到实际开发怎么能用到它，看了很多博客说是Spring创建bean的时候能用到它，在看源码的时候，好多注解式框架就可以看到

怎么实现原型模式呢？

• 1、Prototype : 原型类，声明一个克隆自己的接口

• 2、ConcretePrototype: 具体的原型类, 实现 Cloneable 接口，实现克隆操作，在 JAVA 继承 Cloneable，重写 clone()，实现一个克隆自己的操作

• 3、Client: 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)

原型模式：浅拷贝和深拷贝

1、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。

2、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，从而达不到我们的需求

举个例子

诸葛上学的时候绝对是个学渣：每天都不写作业，每天早读下来老师都要检查作业，所以诸葛从来早读不读书，和班花班长学习委员关系搞好，每天都来抄他们的作业，完成一个复制的过程，那么问题来了，每个班不止有一个学渣，学渣有那种憨憨学渣和聪明学渣，而诸葛就是那种聪明点的学渣

憨憨学渣：抄作业不管三七二十一，拿着就抄，等老师检查的时候，老师就会发现这叼毛玩意的作业怎么和班花的作业一样，不用想了，在老师眼里，肯定是憨憨学渣抄别人的（浅拷贝）

聪明一点的学渣：抄作业要有窍门，不能让老师发现，就做点手脚，答案是一样的都是同一个对象，过程稍微改点，一种题的解法是有很多种方法的（深拷贝）

使用浅拷贝完成创建对象（实际开发肯定不要用）

• 创建一个对象

  public class Sheep implements Cloneable {
  	private String name;
  	private int age;
  	private String color;
  	private String address = "蒙古羊";
  	public Sheep friend; //是对象, 克隆是会如何处理
  	public Sheep(String name, int age, String color) {
  		super();
  		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 + ", address=" + address + "]";
  	}
  	//克隆该实例，使用默认的clone方法来完成
  	@Override
  	protected Object clone()  {
  		Sheep sheep = null;
  		try {
  			sheep = (Sheep)super.clone();
  		} catch (Exception e) {
  			System.out.println(e.getMessage());
  		}
  		return sheep;
  	}
  }

• 测试浅拷贝

  public class Client {
  
  	public static void main(String[] args) {
  		System.out.println("原型模式完成对象的创建");
  		// TODO Auto-generated method stub
  		Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
  		
  		sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "黑色");
  		// 更新一个属性，发现复制克隆的对象属性都变了
  		sheep.setAge(2);
  		
  		Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
  		Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
  		Sheep sheep4 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
  		Sheep sheep5 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
  		
  		System.out.println("sheep2 =" + sheep2 + "sheep2.friend=" + sheep2.friend.hashCode());
  		System.out.println("sheep3 =" + sheep3 + "sheep3.friend=" + sheep3.friend.hashCode());
  		System.out.println("sheep4 =" + sheep4 + "sheep4.friend=" + sheep4.friend.hashCode());
  		System.out.println("sheep5 =" + sheep5 + "sheep5.friend=" + sheep5.friend.hashCode());
  	}
  
  }

• 输出

  原型模式完成对象的创建
  sheep2 =Sheep [name=tom, age=2, color=白色, address=蒙古羊]sheep2.friend=312714112  
  sheep3 =Sheep [name=tom, age=2, color=白色, address=蒙古羊]sheep3.friend=312714112
  sheep4 =Sheep [name=tom, age=2, color=白色, address=蒙古羊]sheep4.friend=312714112
  sheep5 =Sheep [name=tom, age=2, color=白色, address=蒙古羊]sheep5.friend=312714112
  
  这种方式随意一个对象更改属性，其他克隆的对象的属性都将改变

使用深拷贝完成创建对象

1、复制对象的所有基本数据类型的成员变量值

2、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

3、深拷贝实现方式

1：重写clone方法来实现深拷贝

2：通过对象序列化实现深拷贝(推荐)

• 创建一个对象

  public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{
  	
  	/**  
  	 * @Fields serialVersionUID : TODO(描述)
  	 * @author wangmeng
  	 * @date 2021年5月13日 
  	 */ 
  	private static final long serialVersionUID = 1L;
  	
  	public String name; //String 属性
  	
  	public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型
  	
  	public DeepProtoType() {
  		super();
  	}
  	//深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法
  	@Override
  	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  		
  		Object deep = null;
  		//这里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();
  		
  		// TODO Auto-generated method stub
  		return deepProtoType;
  	}
  	
  	//深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (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);
  			oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出
  			
  			//反序列化
  			bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
  			ois = new ObjectInputStream(bis);
  			DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType)ois.readObject();
  			
  			return copyObj;
  			
  		} catch (Exception e) {
  			// TODO: handle exception
  			e.printStackTrace();
  			return null;
  		} finally {
  			//关闭流
  			try {
  				bos.close();
  				oos.close();
  				bis.close();
  				ois.close();
  			} catch (Exception e2) {
  				// TODO: handle exception
  				System.out.println(e2.getMessage());
  			}
  		}
  		
  	}	
  }
  
  public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
  	
  	/**
  	 * 
  	 */
  	private static final long serialVersionUID = 1L;
  
  	private String cloneName;
  
  	private String cloneClass;
  
  	//构造器
  	public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
  		this.cloneName = cloneName;
  		this.cloneClass = cloneClass;
  	}
  
  	//因为该类的属性，都是String , 因此我们这里使用默认的clone完成即可
  	@Override
  	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  		return super.clone();
  	}
  }

• 测试

  public class Client {
  
  	public static void main(String[] args) throws Exception {
  		
  		DeepProtoType p = new DeepProtoType();
  		p.name = "诸葛孔暗";
  		p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛");
  		
  		//方式1 完成深拷贝
  		
  		DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
  		p2.name="wangmeng";
  		System.out.println("p.name=" + p.name + "   p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
  		System.out.println("p2.name=" + p2.name + "  p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
  	
  		//方式2 完成深拷贝
  		DeepProtoType p3 = (DeepProtoType) p.deepClone();
  		p3.name="zhugekongan";
  		
  		System.out.println("p3.name=" + p3.name + "   p3.deepCloneableTarget=" + p3.deepCloneableTarget.hashCode());
  	
  	}
  }

• 输出：

  p.name=诸葛孔暗   p.deepCloneableTarget=705927765
  p2.name=wangmeng  p2.deepCloneableTarget=366712642
  p3.name=zhugekongan   p3.deepCloneableTarget=356573597
      
   从而达到我们的复制对象并改变对象属性的需求

总结原型模式的注意事项和细节

• 1、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

• 2、不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态3) 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

• 4、在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码

• 5、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.

“Java原型设计模式是什么”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！

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