原型模式的用法

朱雀 2024-03-16 13:58 9阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、原型模式的用法
 *   *  1.1 介绍
     *  1.2 结构
     *  1.3 原型模式类图
     *  1.4 实现
     *   *  1.4.1 克隆的分类
         *  1.4.2 代码
     *  1.5 "三好学生"奖状案例
     *   *  1.5.1 "三好学生"奖状类图
         *  1.5.2 代码
     *  1.6 深、浅克隆的区分
     *   *  1.6.1 浅克隆
         *  1.6.2 深克隆

## 一、原型模式的用法 ##

### 1.1 介绍 ###

用一个已经创建的实例作为原型，通过**复制**该原型对象来创建一个和原型对象**相同的新对象**。

### 1.2 结构 ###

*  **抽象原型类**：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
 *  **具体原型类**：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
 *  **访问类**：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

### 1.3 原型模式类图 ###

Java中的Object类中提供了 `clone()` 方法来实现**浅克隆**。 Cloneable 接口是类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。

![在这里插入图片描述][2911cdccffe24506a33da4284cca9e00.png_pic_center]

### 1.4 实现 ###

#### 1.4.1 克隆的分类 ####

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

> 浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
> 
> 深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

#### 1.4.2 代码 ####

/**
     * 具体原型类： Realizetype
     */
    public class Realizetype implements Cloneable{
        
        // 无参构造函数，创建对象时运行里面的代码
        public Realizetype() {
        
            System.out.println("具体的原型对象创建完成");
        }
        @Override
        public Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
        
            System.out.println("具体原型复制成功");
            // Object类中提供了clone()方法来实现浅克隆，强转为Realizetype
            return (Realizetype) super.clone();
        }
    }
    
    /**
     * 访问类: client
     */
    public class client{
        
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        
            // 创建一个原型类的对象
            Realizetype realizetype = new Realizetype();
            // 调用Realizetype类中的clone方法进行对象的克隆
            Realizetype clone = realizetype.clone();
            System.out.println("原型对象和克隆出来的对象是否为一个对象：" + (realizetype == clone));// false
        }
    }

### 1.5 "三好学生"奖状案例 ###

#### 1.5.1 "三好学生"奖状类图 ####

同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，可以使用**原型模式**复制多个“三好学生”奖状出来，然后在修改奖状上的名字即可。

![在这里插入图片描述][12db37a31d984a35b2ec6cdb167f0abf.png_pic_center]

#### 1.5.2 代码 ####

/**
     * 学生实体类: Student
     */
    public class Student {
        
        // 学生姓名
        private String name;
    
        public Student() {
        
        }
    
        public Student(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        /**
         * 获取
         * @return name
         */
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        /**
         * 设置
         * @param name
         */
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
        
        public String toString() {
        
            return "Student{name = " + name + "}";
        }
    }
    
    /**
     * 具体原型类: Citation
     */
    public class Citation implements Cloneable {
        
        private Student stu;
    
        public Student getStudent(){
        
            return stu;
        }
    
        public void setStudent(Student stu){
        
            this.stu = stu;
        }
    
        @Override
        public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        
            return (Citation) super.clone();
        }
    
        public void show() {
        
            System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
        }
    }
    
    /**
     * 访问类: CitaionTest
     */
    public class CitaionTest {
        
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        
            // 创建原型对象
            Citation citation = new Citation();
            // 创建张三学生对象
            Student stu = new Student();
            stu.setName("张三");
            citation.setStudent(stu);
    
            // 克隆奖状对象
            Citation citation1 = citation.clone();
            // 避免浅克隆的问题，重新声明一个对象
            Student stu1 = new Student();
            stu1.setName("李四");
            citation1.setStudent(stu1);
    
            // 调用show方法展示
            citation.show();
            citation1.show();
        }
    }

### 1.6 深、浅克隆的区分 ###

#### 1.6.1 浅克隆 ####

创建一个新对象，**新对象的属性和原来对象完全相同**，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。stu对象和stu1对象是同一个对象，就会产生将stu1对象中name属性值改为“李四”，两个Citation（奖状）对象中显示的都是李四。这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的**引用类型的属性进行引用的复制**。

/**
     * 学生实体类: Student
     */
    public class Student {
        
        // 学生姓名
        private String name;
    
        public Student() {
        
        }
    
        public Student(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        /**
         * 获取
         * @return name
         */
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        /**
         * 设置
         * @param name
         */
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
        
        public String toString() {
        
            return "Student{name = " + name + "}";
        }
    }
    
    /**
     * 具体原型类: Citation
     */
    public class Citation implements Cloneable {
        
        private Student stu;
    
        public Student getStudent(){
        
            return stu;
        }
    
        public void setStudent(Student stu){
        
            this.stu = stu;
        }
    
        @Override
        public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        
            return (Citation) super.clone();
        }
    
        public void show() {
        
            System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
        }
    }
    
    /**
     * 访问类: CitaionTest
     */
    public class CitaionTest {
        
        public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        
            // 创建原型对象
            Citation citation = new Citation();
            // 创建张三学生对象
            Student stu = new Student();
            stu.setName("张三");
            citation.setStudent(stu);
            // 克隆奖状对象
            Citation citation1 = citation.clone();
            Student stu1 = citation1.getStudent();
            stu1.setName("李四");
    
            //3,调用show方法展示
            citation.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
            citation1.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
        }
    }

#### 1.6.2 深克隆 ####

创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。深克隆需要使用**对象流**来实现。

> 注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。

/**
     * 学生实体类: Student
     */
    public class Student implements Serializable {
        
        // 学生姓名
        private String name;
    
        public Student() {
        
        }
    
        public Student(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        /**
         * 获取
         * @return name
         */
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        /**
         * 设置
         * @param name
         */
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
        
        public String toString() {
        
            return "Student{name = " + name + "}";
        }
    }
    
    /**
     * 具体原型类: Citation
     */
    public class Citation implements Cloneable,Serializable {
        
        private Student stu;
    
        public Student getStudent(){
        
            return stu;
        }
    
        public void setStudent(Student stu){
        
            this.stu = stu;
        }
    
        @Override
        public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        
            return (Citation) super.clone();
        }
    
        public void show() {
        
            System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
        }
    }
    
    /**
     * 访问类: CitaionTest
     */
    public class CitaionTest {
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
        
            // 创建原型对象
            Citation citation = new Citation();
            // 创建张三学生对象
            Student stu = new Student();
            stu.setName("张三");
            citation.setStu(stu);
    
            // 创建对象输出流对象
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D://a.txt"));
            // 写对象
            oos.writeObject(citation);
            // 释放资源
            oos.close();
    
            // 创建对象输入流对象
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D://a.txt"));
            // 读取对象
            Citation citation1 = (Citation) ois.readObject();
            // 释放资源
            ois.close();
            Student stu1 = citation1.getStu();
            stu1.setName("李四");
    
            citation.show();
            citation1.show();
        }
    }

`记录每一个学习瞬间`

[2911cdccffe24506a33da4284cca9e00.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/5be3f41ee8874c6dbebf79fc40284aa3.png
[12db37a31d984a35b2ec6cdb167f0abf.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/ae8181d66dad4ead8271f751aaffc57d.png