软件设计模式——原型模式

素颜马尾好姑娘i 2023-10-07 23:39 60阅读 0赞

> 原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
> 
> 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。

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优点：

1.  性能提高。 当创建新的对象实例较为复杂时，使用原型模式可以简化对象的创建过程，通过一个已有实例可以提高新实例的创建效率。
2.  逃避构造函数的约束。
3.  可以动态增加或减少产品类。
4.  原型模式提供了简化的创建结构。
5.  可以使用深克隆的方式保存对象的状态。

缺点：

1.  配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。对已有的类进行改造时，不一定是件容易的事，必须修改其源代码，违背了“开闭原则”。
2.  必须实现 Cloneable 接口。
3.  在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码。

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## 一、浅克隆 ##

关系图：

![a9a14a1cce9e4b7dafff47be5c2881e8.png][]

代码：

> Video

package oopdemo01.Design_pattern.prototype.demo01;
    
    import java.util.Date;
    
    /*
    1、实现一个接口Cloneable
    2、重写一个方法clone()
     */
    // Video
    public class Video implements Cloneable {// 无良up主，克隆别人的视频
        private String name;
        private Date createTime;
    
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    
        public Video() {
        }
    
        public Video(String name, Date createTime) {
            this.name = name;
            this.createTime = createTime;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public Date getCreateTime() {
            return createTime;
        }
    
        public void setCreateTime(Date createTime) {
            this.createTime = createTime;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Video{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", createTime=" + createTime +
                    '}';
        }
    }

> Bilibili

package oopdemo01.Design_pattern.prototype.demo01;
    
    import java.util.Date;
    
    /*
    客户端
     */
    public class Bilibili {
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
            // 原型对象 v1
            Date date = new Date();
            Video v1 = new Video("王帅奇", date);
    
            System.out.println("v1=>" + v1);
            System.out.println("v1_hash=>" + v1.hashCode());
    
            // v1 克隆 v2
    //        Video v2 = new Video("王帅奇", date);  // 普通复制
            Video v2 = (Video) v1.clone();  // 克隆出来的对象和原来是一模一样的
            System.out.println("v2=>" + v2);
            System.out.println("v2_hash=>" + v2.hashCode());
    
            System.out.println("------------");
            v2.setName("Clone:王帅奇");
            System.out.println("v2=>" + v2);
        }
    }

控制台输出：

![127a501b8cd144f79b9b9185894d0dc8.png][]

> Bilibili2(为什么是浅克隆)

package oopdemo01.Design_pattern.prototype.demo01;
    
    import java.util.Date;
    
    /*
    客户端
     */
    public class Bilibili2 {
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
            // 原型对象 v1
            Date date = new Date();
            Video v1 = new Video("王帅奇", date);
            Video v2 = (Video) v1.clone();
    
            System.out.println("v1=>" + v1);
            System.out.println("v2=>" + v2);
    
            System.out.println("============================");
            date.setTime(22131231); // 浅克隆：v1和v2指向相同的date
            System.out.println("v1=>" + v1);
            System.out.println("v2=>" + v2);
        }
    }

控制台输出：

![2f5783ff3672408caaf03ca512133ddf.png][]

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## 二、深克隆 ##

关系图：

![104da7d33f6c4c39a1de7c5ef48a12f2.png][]

代码：

> Video(修改代码在重写的clone()方法中)

package oopdemo01.Design_pattern.prototype.demo02;
    
    import java.util.Date;
    
    /*
    1、实现一个接口Cloneable
    2、重写一个方法clone()
     */
    // Video
    public class Video implements Cloneable {// 无良up主，克隆别人的视频
        private String name;
        private Date createTime;
    
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            Object obj = super.clone();
    
            // 实现深克隆
            Video v = (Video) obj;
            // 将这个对象的属性也进行克隆
            v.createTime = (Date) this.createTime.clone();
    
            return obj;
        }
    
        public Video() {
        }
    
        public Video(String name, Date createTime) {
            this.name = name;
            this.createTime = createTime;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public Date getCreateTime() {
            return createTime;
        }
    
        public void setCreateTime(Date createTime) {
            this.createTime = createTime;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Video{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", createTime=" + createTime +
                    '}';
        }
    }

> Bilibili

package oopdemo01.Design_pattern.prototype.demo02;
    
    import java.util.Date;
    
    /*
    客户端
     */
    public class Bilibili {
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
            // 原型对象 v1
            Date date = new Date();
            Video v1 = new Video("王帅奇", date);
            Video v2 = (Video) v1.clone();
    
            System.out.println("v1=>" + v1);
            System.out.println("v2=>" + v2);
    
            System.out.println("============================");
            date.setTime(22131231); // 深克隆：v1和v2指向不同的date
            System.out.println("v1=>" + v1);
            System.out.println("v2=>" + v2);
        }
    }

控制台输出：

![12321aa1652b476cab3186c2175e20d9.png][]

[a9a14a1cce9e4b7dafff47be5c2881e8.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/a9a14a1cce9e4b7dafff47be5c2881e8.png
[127a501b8cd144f79b9b9185894d0dc8.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/127a501b8cd144f79b9b9185894d0dc8.png
[2f5783ff3672408caaf03ca512133ddf.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2f5783ff3672408caaf03ca512133ddf.png
[104da7d33f6c4c39a1de7c5ef48a12f2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/104da7d33f6c4c39a1de7c5ef48a12f2.png
[12321aa1652b476cab3186c2175e20d9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/12321aa1652b476cab3186c2175e20d9.png