java学习之设计模式-原型模式

原型模式

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对象相同的新对象。

结构

原型模式包含如下角色：

• 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
• 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。

接口类图如下：

实现

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

• 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。（原来对象和克隆对象同时设置基本数据类型时，不同对象可以得到不同的属性值，设置非基本数据类型时，因为指向的是内存地址，原来对象和克隆对象相当于共有一个属性）
• 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。（克隆对象的非基本数据类型是相当于新new出来的内存地址，因此无论是基本数据类型和引用数据类型，原对象和克隆对象得到的是不同的属性）

Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。 Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。代码如下：
Realizetype（具体的原型类）：

public class Realizetype implements Cloneable {
public Realizetype() {
System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
}
@Override
protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("具体原型复制成功！");
return (Realizetype) super.clone();
}
}

PrototypeTest（测试访问类）：

public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
{
Realizetype r1 = new Realizetype();
Realizetype r2 = r1.clone();
System.out.println("对象r1和r2是同一个对象？" + (r1 == r2));
}
}

案例

用原型模式生成“三好学生”奖状
同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式复制多个“三好学生”奖状出来，然后在修改奖状上的名字即可。

//奖状类
public class Citation implements Cloneable {
private String name;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return (this.name);
}
public void show() {
System.out.println(name + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学
生。特发此状！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}
//测试访问类
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws
CloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
c1.setName("张三");
//复制奖状
Citation c2 = c1.clone();
//将奖状的名字修改李四
c2.setName("李四");
c1.show();
c2.show();
}
}

说明：
stu对象和stu1对象是同一个对象，就会产生将stu1对象中name属性值改为“李四”，两个
Citation（奖状）对象中显示的都是李四。这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的
引用类型的属性进行引用的复制。这种情况需要使用深克隆，而进行深克隆需要使用对象流。代码如
下：

public class CitaionTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1，创建原型对象
        Citation citation = new Citation();
        //创建张三学生对象
        Student stu = new Student();
        stu.setName("张三");
        citation.setStu(stu);

        //创建对象输出流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("d:/robin/a.txt"));
        //写对象
        oos.writeObject(citation);
        //释放资源
        oos.close();

        //创建对象输入流对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/robin/a.txt"));
        //读取对象
        Citation citation1 = (Citation) ois.readObject();
        //释放资源
        ois.close();
        Student stu1 = citation1.getStu();
        stu1.setName("李四");

        citation.show();
        citation1.show();
    }
}

注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，因为是使用了对象输入输出流进行了序列化操作，否则会抛NotSerializableException异常。