JAVA设计模式-原型模式

介绍

原型模式是一种创建型模式，用于创建重复的对象，并且保证性能。原型模式创建的对象是由原型对象自身创建的，是原型对象的一个克隆，和原型对象具有相同的结构和相同的值。

适用场景

1. 创建对象时我们不仅仅需要创建一个新的对象，可能我们还需要对象创建出来里面的值和某一个对象也要完全一致，原型模式可以保证结构和值都相同。
2. 创建对象时我们希望对创建出来的对象的修改不影响到原来的对象，可能通过原型模式进行创建，进行深度克隆。
3. 创建对象时，如果对象是个复杂对象，里面又包含了其他的复杂对象，我们希望创建的对象和原有对象保持一致，传统模式new会非常麻烦，还需要考虑到里面其他的复杂对象，这时候可以使用原型模式进行创建。

参与者

1. Prototype: 抽象原型类，是一个抽象类或者接口，并且声明一个克隆自身的接口。
2. ConcretePrototype: 具体的原型类，需要实现抽象原型类里面的接口，在克隆自身的接口里面返回自己的一个克隆对象。
3. Client: 客户端类，作用是让原型克隆自身来创建新的对象。

简单示例

Prototype类

/**
 * All rights Reserved, Designed By monkey.blog.xpyvip.top
 *
 * @version V1.0
 * @Package com.xpyvip.designpattern.prototype
 * @Description: 抽象原型类
 * @Author: xpy
 * @Date: Created in 2022年09月23日 2:58 下午
 */
public interface Prototype {
    /**
     * 克隆自身的接口
     * @return
     */
    public Prototype clone();

    public String getName();

    public void setName(String name);
}

ConcretePrototype类

/**
 * All rights Reserved, Designed By monkey.blog.xpyvip.top
 *
 * @version V1.0
 * @Package com.xpyvip.designpattern.prototype
 * @Description: 具体原型类
 * @Author: xpy
 * @Date: Created in 2022年09月22日 10:41 上午
 */
public class ConcreteProtype implements Prototype{

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Prototype clone() {
        ConcreteProtype concreteProtype = new ConcreteProtype();
        concreteProtype.setName(this.name);
        return concreteProtype;
    }
}

Client类

/**
 * All rights Reserved, Designed By monkey.blog.xpyvip.top
 *
 * @version V1.0
 * @Package com.xpyvip.designpattern.prototype
 * @Description: 测试类
 * @Author: xpy
 * @Date: Created in 2022年09月22日 10:37 上午
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Prototype prototype = new ConcreteProtype();
        prototype.setName("测试1");
        Prototype prototypeClone = prototype.clone();
        System.out.println(prototype.getName());
        System.out.println(prototypeClone.getName());
    }
}

第二种写法

Java中所有类都是Object的子类,在Object类中提供了clone()方法，但是需要实现Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。

PrototypeTest类

/**
 * All rights Reserved, Designed By monkey.blog.xpyvip.top
 *
 * @version V1.0
 * @Package com.xpyvip.designpattern.prototype
 * @Description: 实现Cloneable接口
 * @Author: xpy
 * @Date: Created in 2022年09月23日 4:28 下午
 */
public class PrototypeTest implements Cloneable{

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    protected Object clone() {
        try{
            return super.clone();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

ClientTest类

/**
 * All rights Reserved, Designed By monkey.blog.xpyvip.top
 *
 * @version V1.0
 * @Package com.xpyvip.designpattern.prototype
 * @Description: 客户端测试类
 * @Author: xpy
 * @Date: Created in 2022年09月23日 4:30 下午
 */
public class ClientTest {
    public static void main(String[] args) {
        PrototypeTest prototypeTest = new PrototypeTest();
        prototypeTest.setName("测试1");
        PrototypeTest prototypeTestClone = (PrototypeTest) prototypeTest.clone();
        System.out.println(prototypeTest.getName());
        System.out.println(prototypeTestClone.getName());
    }
}

扩展

浅拷贝（浅度克隆）

浅拷贝只复制值，不复制引用的对象。

1. 基本数据类型，浅拷贝会将值传递给新的对象。
2. 引用数据类型，例如数组，类对象，浅拷贝会将数组、类对象的引用值，也就是存储的内存地址拷贝一份给新的对象，实际上两个对象指向的都是同一块内存空间，一个对象的修改会影响到另一个对象。
3. 默认的clone方法是浅拷贝，super.clone()

深拷贝（深度克隆）

深拷贝会重新申请新的内存空间。

1. 基本数据类型，深拷贝会克隆值给新的对象。
2. 引用数据类型，深拷贝会重新申请新的内存空间，将原有对象指向的内存地址里面的数据全部拷贝到新的内存空间中。新对象指向的是新分配的内存空间的内存地址。新对象的修改不会影响到其他对象。
3. 上述的clone方式是浅拷贝，需要重写默认的clone方法。

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原文链接:https://monkey.blog.xpyvip.top/archives/java-she-ji-mo-shi---yuan-xing-mo-shi