原型模式
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1.1 概述
用一個已經建立的執行個體作為原型，通過複制該原型對象來建立一個和原型對象相同的新對象。
1.2 結構
原型模式包含如下角色：
- 抽象原型類：規定了具體原型對象必須實作的的 clone() 方法。
- 具體原型類：實作抽象原型類的 clone() 方法，它是可被複制的對象。
- 通路類：使用具體原型類中的 clone() 方法來複制新的對象。
類圖如下：
1.3 實作
原型模式的克隆分為淺克隆和深克隆。
淺克隆：建立一個新對象，新對象的屬性和原來對象完全相同，對于非基本類型屬性，仍指向原有屬性所指向的對象的記憶體位址。
（也就是說 8大基本類型是建立的新的對象，而引用類型還是原來的對象的引用類型位址，相當于沒有沒有真正的克隆過來引用類型）
深克隆：建立一個新對象，屬性中引用的其他對象也會被克隆，不再指向原有對象位址。
Java中的Object類中提供了 clone() 方法來實作淺克隆。 Cloneable 接口是上面的類圖中的抽 象原型類，而實作了Cloneable接口的子實作類就是具體的原型類。
代碼：
原型類：
/**
* 建立小北呱原型類 用于克隆多個小北呱
*/
public class CloneType implements Cloneable {
//無參構造
public CloneType(){
System.out.println("建立小北呱原型對象成功");
}
//重寫clone接口的方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
測試類：
public class test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("開始建立小北呱原型對象");
CloneType cloneType1=new CloneType();
System.out.println("開始克隆小北呱對象");
CloneType cloneType2=(CloneType) cloneType1.clone();
System.out.println("克隆對象成功");
System.out.println("兩個類是否是同一個對象位址？"+(cloneType1==cloneType2));
}
}
結果：
結果可以看出，克隆的對象是一個全新的對象，并沒有和原來對象共用位址
1.4 案例
用原型模式生成“三好學生”獎狀
同一學校的“三好學生”獎狀除了獲獎人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式複制多個“三好學生”獎狀出來，然後在修改獎狀上的名字即可。
類圖：
代碼：
獎狀類：
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 + "同學：在2020學年第一學期中表現優秀，被評為三好學生。特發此狀！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}
測試類：
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throwsCloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
c1.setName("張三");
//複制獎狀
Citation c2 = c1.clone();
//将獎狀的名字修改李四
c2.setName("李四");
c1.show();
c2.show();
}
}
結果：
1. 5 使用場景
- 對象的建立非常複雜，可以使用原型模式快捷的建立對象。
- 性能和安全要求比較高。
1.6 拓展 （深克隆）
将上面的“三好學生”獎狀的案例中Citation類的name屬性修改為Student類型的屬性。
代碼：
獎狀類：
//獎狀類
public class Citation implements Cloneable {
private Student stu;
public Student getStu() {
return stu;
}
public void setStu(Student stu) {
this.stu = stu;
}
void show() {
System.out.println(stu.getName() + "同學：在2020學年第一學期中表現優秀，被評為三好學生。特發此狀！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}
學生類：
//學生類
public class Student {
private String name;
private String address;
public Student(String name, String address) {
this.name = name;
this.address = address;
}
public Student() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
}
測試類：
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throwsCloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
Student stu = new Student("張三", "西安");
c1.setStu(stu);
//複制獎狀
Citation c2 = c1.clone();
//擷取c2獎狀所屬學生對象
Student stu1 = c2.getStu();
stu1.setName("李四");
//判斷stu對象和stu1對象是否是同一個對象
System.out.println("stu和stu1是同一個對象？" + (stu == stu1));
c1.show();
c2.show();
}
}
結果：
說明:
stu對象和stu1對象是同一個對象，就會産生将stu1對象中name屬性值改為“李四”，兩個 Citation（獎狀）對象中顯示的都是李四。這就是淺克隆的效果，對具體原型類（Citation）中的引用類型的屬性進行引用的複制。
這種情況需要使用深克隆，而進行深克隆需要使用對象流。
代碼如下：
public class CitationTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Citation c1 = new Citation();
Student stu = new Student("張三", "西安");
c1.setStu(stu);
//建立對象輸出流對象
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(newFileOutputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
//将c1對象寫出到檔案中
oos.writeObject(c1);
oos.close();
//建立對象出入流對象
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(newFileInputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
//讀取對象
Citation c2 = (Citation) ois.readObject();
//擷取c2獎狀所屬學生對象
Student stu1 = c2.getStu();
stu1.setName("李四");
//判斷stu對象和stu1對象是否是同一個對象
System.out.println("stu和stu1是同一個對象？" + (stu == stu1));
c1.show();
c2.show();
}
}
結果：
注意：Citation類和Student類必須實作Serializable接口,否則會抛 NotSerializableException異常。