原型模式(Prototype Pattern):是用于创建重复的对象,同时又能保证性能。
分类:创建型模式。
这种模式是实现了一个原型接口,该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式。
例如,一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象,在下一个请求时返回它的克隆,在需要的时候更新数据库,以此来减少数据库调用。
意图: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。
主要解决:在运行期建立和删除原型。
抽象原型类(Prototype):声明克隆自身的接口。
具体原型类(ConcretePrototype):实现克隆的具体操作。
客户类(Client):让一个原型克隆自身,从而获得一个新的对象。
通过已有简历复印(克隆)一份新的简历。
/**
* CurriculumVitae(简历),具体原型类——实现了克隆的具体操作的类。
* Cloneable——接口,抽象原型类。
* @author Administrator
*
*/
public class CurriculumVitae implements Cloneable {
private String name;
private String personalInfo;
private String ability;
private String other;
public CurriculumVitae(String name, String info, String ability, String other) {
this.name = name;
this.personalInfo = info;
this.ability = ability;
this.other = other;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getPersonalInfo() {
return personalInfo;
}
public void setPersonalInfo(String personalInfo) {
this.personalInfo = personalInfo;
}
public String getAbility() {
return ability;
}
public void setAbility(String ability) {
this.ability = ability;
}
public String getOther() {
return other;
}
public void setOther(String other) {
this.other = other;
}
@Override
public Object clone() {
CurriculumVitae cv = null;
try {
cv = (CurriculumVitae) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return cv;
}
@Override
public String toString() {
return this.name + ":" + this.personalInfo + " [" + this.ability + "]" + " " + this.other;
}
public void show() {
System.out.println(this);
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("原本");
CurriculumVitae cv = new CurriculumVitae("张三", "男-20-182********", "精通Java", "喜欢编程");
cv.show();
System.out.println("副本");
CurriculumVitae cvCopy = (CurriculumVitae) cv.clone();
cvCopy.show();
}
}
原本
张三:男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
副本
张三:男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
何时使用:
如何解决:利用已有的一个原型对象,快速地生成和原型对象一样的实例。
关键代码:
应用实例: 1、细胞分裂。 2、JAVA 中的 Object clone() 方法。
优点:
缺点:
使用场景:
注意事项:与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是,原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。
浅拷贝:实现 Cloneable,重写;
深拷贝:通过实现 Serializable 读取二进制流。
关于深克隆和浅克隆。
简单来说:
用代码来举例说明,对上面例子加上引用类型:
//浅克隆例子:
/**
* CurriculumVitae(简历),具体原型类——实现了克隆的具体操作的类。
* Cloneable——接口,抽象原型类。
* @author Administrator
*
*/
public class CurriculumVitae implements Cloneable {
private String name;
private String personalInfo;
private String ability;
private String other;
private Birthday birthday;
public CurriculumVitae(String name, String info, String ability, String other, Birthday birthday) {
this.name = name;
this.personalInfo = info;
this.ability = ability;
this.other = other;
this.birthday = birthday;
}
public Birthday getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(Birthday birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getPersonalInfo() {
return personalInfo;
}
public void setPersonalInfo(String personalInfo) {
this.personalInfo = personalInfo;
}
public String getAbility() {
return ability;
}
public void setAbility(String ability) {
this.ability = ability;
}
public String getOther() {
return other;
}
public void setOther(String other) {
this.other = other;
}
@Override
public Object clone() {
CurriculumVitae cv = null;
try {
cv = (CurriculumVitae) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return cv;
}
@Override
public String toString() {
return this.name + "(" + this.birthday + "):" + this.personalInfo
+ " [" + this.ability + "]" + " " + this.other;
}
public void show() {
System.out.println(this);
}
}
/**
* Birthday类
* @author Administrator
*
*/
public class Birthday {
private String year;
private String month;
private String day;
public Birthday(String year, String month, String day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
public String getYear() {
return year;
}
public void setYear(String year) {
this.year = year;
}
public String getMonth() {
return month;
}
public void setMonth(String month) {
this.month = month;
}
public String getDay() {
return day;
}
public void setDay(String day) {
this.day = day;
}
@Override
public String toString() {
return this.year + "-" + this.month + "-" + this.day;
}
}
/**
* 测试类
* @author Administrator
*
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.print("原本:");
CurriculumVitae cv = new CurriculumVitae("张三", "男-20-182********", "精通Java", "喜欢编程",
new Birthday("1996", "01", "01"));
cv.show();
System.out.print("副本:");
CurriculumVitae cvCopy = (CurriculumVitae) cv.clone();
cvCopy.getBirthday().setYear("2000");
cvCopy.show();
System.out.print("原本:");
cv.show();
}
}
//运行结果
原本:张三(1996-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
副本:张三(2000-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
原本:张三(2000-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
可以看到在修改了克隆出的副本后,修改副本之后,原本变了,说明克隆的时候只克隆了birthday的引用,并没有克隆它,导致修改副本会影响原本,这是浅克隆。
原型模式是深克隆。
如何实现深克隆?
//深克隆例子
//只把对上面例子改动的地方粘贴出来
/**
* 这是CurriculumVitae类
* 对引用类型也做一个克隆
*/
@Override
public Object clone() {
CurriculumVitae cv = null;
try {
cv = (CurriculumVitae) super.clone();
cv.birthday = (Birthday) birthday.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return cv;
}
/*
* 这是Birthday类。需要该类实现Cloneable接口,即public class Birthday implements Cloneable
* 然后该类重写clone方法。
*/
@Override
public Object clone() {
Birthday birthday = null;
try {
birthday = (Birthday) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return birthday;
}
//运行结果
原本:张三(1996-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
副本:张三(2000-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
原本:张三(1996-01-01):男-20-182******** [精通Java] 喜欢编程
可以看到,副本的修改不会影响到原本,达到了目的。