介绍
原型模式(Prototype Pattern)** - 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
原型模式(Prototype Pattern)是一个比较简单的创建型设计模式,它的重点在于克隆,也就是将一个对象作为原型,对其进行复制、克隆,产生一个和原对象类似的新对象
原型模式结构
原型方法模式的角色及职责
- 客户(Client):提出创建对象的请求,使用复制对象的方法创建新实例
- 抽象原型(Abstract Prototype):定义所有的具体原型类所需的复制方法,接口或抽象类
- 具体原型(Concrete Prototype):被克隆、复制的对象,此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口
原型模式通用类图
原型模式实现
在Java中实现原型模式特别简单,只要两步即可
- 实现
Cloneable
接口 - 重写
clone()
方法
1 | public class PrototypeClass implements Cloneable{ |
原型模式已经与Java融为一体,Object类提供了一个
clone()
方法,且是native方法(本地原生方法,C/C++实现),所以所有类都可以通过重写Object的clone()方法或者调用clone()方法来实现对对象的克隆不过要实现克隆的类还必须实现
Cloneable
接口,Cloneable
是一个标识接口,表明该对象可以复制,如果没有实现该接口却调用Object的clone()方法,会抛出CloneNotSupportedException
异常
我们再为上面的类添加一些成员变量,看一下再执行克隆方法的情况
1 | public class PrototypeClass implements Cloneable{ |
测试
1 |
|
测试结果
1 | p1 [name: zhangsan, list: [zhangsan]] |
从上面的结果我们可以发现,当我们对克隆对象p2的引用类型的成员变量进行修改时,p1的list变量也改变了,这说明原始对象和克隆对象的list变量指向的是同一个对象。为什么会这样呢?
原来clone()方法只是复制成员变量的值,也就是说如果成员变量是值类型(基本数据类型和String),会复制值,而如果是引用类型,则只会复制引用但不会复制引用所指向的对象,这种复制叫做浅复制。两个对象会共享一个私有的变量,大家都能修改,这是不安全的,那是不是还有更深入的复制呢?
浅复制和深复制
浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的
深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底
我们通过直接调用Object的clone()便可以实现浅复制,但是引用地址只是复制了它的引用,那么我们想复制它指向的对象,是不是可以对成员变量也调用clone()方法复制一遍
1 | public class PrototypeClass implements Cloneable { |
测试
1 |
|
测试结果
1 | p1 [name: zhangsan, list: [zhangsan]] |
使用序列化实现深复制
使用序列化实现深复制,采用流的形式读入当前对象的二进制输入,再写出二进制数据对应的对象
1 | public class PrototypeClassSerialize implements Serializable { |
测试
1 |
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测试结果
1 | p1 [name: zhangsan, list: [zhangsan]] |