GOF 23 设计模式之 原型模式(prototype) 深复制与浅复制举例

原型模式初探

• 通过new产生一个对象需要复杂的数据准备或访问权限，可以使用原型模式。
• 就是Java的克隆技术，以某个对象为原型，复制出新的对象。显然，新的对象具备原型对象的特点
• 优势有：效率高（直接克隆，避免了重新执行构造函数的过程）
• 克隆类似于new，但是不同于new。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出来的对象属性完全与原型对象相同。而且克隆出来的对象的属性值的修改不会影响到原型对象

原型模式的实现

• Clonable接口和clone方法
• prototype模式中实现起来最困难的部分就是内存复制操作，所幸Java中提供了clone()方法来帮助我们做了绝大部分事情
• 注意用词：克隆和拷贝时一样的

开发当中的使用场景

• 原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过clone的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
  
  • spring中bean的创建市级就是两种：单例模式和原型模式

浅复制例子

• Sheep

package com.coderbean.prototype;

import java.util.Date;

public class Sheep implements Cloneable {
    private String name;
    private Date birthday;

    public Sheep() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }



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



    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object obj = super.clone(); //直接调用Object的clone方法
        return obj;


    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

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

• Client

package com.coderbean.prototype;

import java.util.Date;

/**
 * 测试原型模式(浅克隆)
 * @author Chang
 *
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
         Date date = new Date(123456L);
         Sheep s1 = new Sheep("ShaoLi", date);
         System.out.println(s1);

         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());

         Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();
         System.out.println(s2);

         date.setTime(999999L);

         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());
         System.out.println(s2.getName()); 
         System.out.println(s2.getBirthday());
    }
}

深复制举例

• Sheep2

package com.coderbean.prototype;

import java.util.Date;

public class Sheep2 implements Cloneable {
    private String name;
    private Date birthday;

    public Sheep2() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }



    public Sheep2(String name, Date birthday) {
        super();
        this.name = name;
        this.birthday = birthday;
    }



    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object obj = super.clone(); //直接调用Object的clone方法

        //添加如下代码实现深复制
        Sheep2 s = (Sheep2) obj;
        s.setBirthday((Date)this.birthday.clone());

        return obj;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

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

• Client2

package com.coderbean.prototype;

import java.util.Date;

/**
 * 测试原型模式(深克隆)
 * @author Chang
 *
 */
public class Client2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Date date = new Date(123456L);
        Sheep2 s1 = new Sheep2("ShaoLi", date);
         System.out.println(s1);

         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());

         Sheep2 s2 = (Sheep2) s1.clone();
         System.out.println(s2);

         date.setTime(999999L);

         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());
         System.out.println(s2.getName()); 
         System.out.println(s2.getBirthday());
    }
}

利用序列化和反序列化技术实现深克隆

package com.coderbean.prototype;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.Date;

/**
 * 测试原型模式(深克隆,使用序列化和反序列化实现)
 * @author Chang
 *
 */
public class Client3 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, ClassNotFoundException, IOException {
        Date date = new Date(123456L);
        Sheep s1 = new Sheep("ShaoLi", date);
         System.out.println(s1);

         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());

         //使用序列化和反序列化实现深复制
         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);

         oos.writeObject(s1);
         byte[] bytes = bos.toByteArray();

         //反序列化
         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
         Sheep s2 = (Sheep) ois.readObject();

         date.setTime(1234562342L);


         System.out.println(s1.getName());
         System.out.println(s1.getBirthday());
         System.out.println(s2.getName()); 
         System.out.println(s2.getBirthday());
    }
}