Java设计模式原型模式

原型模式定义

用原型实例指定创建对象的种类&＃xff0c;并通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型模式主要用于对象的复制&＃xff0c;Prototype类需要具备以下两个条件&＃xff1a;
实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口&＃xff0c;它的作用只有一个&＃xff0c;就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中&＃xff0c;只有实现了这个接口的类才可以被拷贝&＃xff0c;否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
重写Object类中的clone方法。Java中&＃xff0c;所有类的父类都是Object类&＃xff0c;Object类中有一个clone方法&＃xff0c;作用是返回对象的一个拷贝&＃xff0c;但是其作用域protected类型的&＃xff0c;一般的类无法调用&＃xff0c;因此&＃xff0c;Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。
原型模式是一种比较简单的模式&＃xff0c;也非常容易理解&＃xff0c;实现一个接口&＃xff0c;重写一个方法即完成了原型模式。在实际应用中&＃xff0c;原型模式很少单独出现。经常与其他模式混用&＃xff0c;他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。
代码如下&＃xff1a;

public class Student implements Serializable, Cloneable {private static final long serialVersionUID &＃61; -4160976962521976156L;private String name;private int age;private Pet pet;public Student(String name, int age, Pet pet) {this.name &＃61; name;this.age &＃61; age;this.pet &＃61; pet;}public Pet getPet() {return pet;}public void setPet(Pet pet) {this.pet &＃61; pet;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age &＃61; age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name &＃61; name;}/*** 深层拷贝** &＃64;return* &＃64;throws IOException* &＃64;throws ClassNotFoundException*/public Object deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException {//字节数组输出流&＃xff0c;暂存到内存中ByteArrayOutputStream bos &＃61; new ByteArrayOutputStream();//序列化ObjectOutputStream oos &＃61; new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);ByteArrayInputStream bis &＃61; new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois &＃61; new ObjectInputStream(bis);//反序列化return ois.readObject();}/*** 浅层拷贝** &＃64;return* &＃64;throws CloneNotSupportedException*/&＃64;Overridepublic Object clone() throws CloneNotSupportedException {//克隆Employee对象并手动的进一步克隆Employee对象中包含的Employer对象Student student &＃61; (Student) super.clone();//student.setPet((Pet) this.pet.clone());student.setAge(this.age);student.setName(this.name);return student;}&＃64;Overridepublic String toString() {return "Student{" &＃43;"name&＃61;&＃39;" &＃43; name &＃43; &＃39;\&＃39;&＃39; &＃43;", age&＃61;" &＃43; age &＃43;&＃39;}&＃39;;}
}

public class Client {public static void main(String[] args) {Pet pet&＃61;new Pet("Tom");Student stu1&＃61;new Student("A",12,pet);try {Student stu2&＃61;(Student)stu1.clone();System.out.println("浅层拷贝");System.out.println(stu1.getPet()&＃61;&＃61;stu2.getPet());} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}try {Student stu3&＃61;(Student)stu1.deepCopy();System.out.println("深层拷贝");System.out.println(stu1.getPet()&＃61;&＃61;stu3.getPet());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}

原型模式的优点

使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多&＃xff0c;因为Object类的clone方法是一个本地方法&＃xff0c;它直接操作内存中的二进制流&＃xff0c;特别是复制大对象时&＃xff0c;性能的差别非常明显。


原型模式的注意事项

使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的&＃xff0c;它直接在内存中复制数据&＃xff0c;因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行&＃xff0c;甚至连访问权限都对原型模式无效。还记得单例模式吗&＃xff1f;单例模式中&＃xff0c;只要将构造方法的访问权限设置为private型&＃xff0c;就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限&＃xff0c;所以&＃xff0c;单例模式与原型模式是冲突的&＃xff0c;在使用时要特别注意。
深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型&＃xff0c;对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝&＃xff0c;这就是浅拷贝。