设计模式之原型模式

参考博文：https://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/04/11/2439387.html  用于自身学习，侵权必删。

2019-06-20  10:28:14

原型模式  Prototype

什么是原型模式：同样用于解决new对象的问题，类似于工厂模式中抽象产品和抽象工厂的合并。要求对象实现“克隆”自身的接口，通过复制对象本身来创建一个新的实例。

适用性：处理某些“结构复杂的对象”（某一复杂状态的对象）的创建工作。

原型模式的角色：

　　（1）Client：客户类提出创建对象的请求。

　　（2）Prototype：这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。

　　（3）Concrete Prototype：被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。

基本类图：

克隆的两种概念：

浅克隆：只负责克隆按值传递的数据（比如基本数据类型、String类型），而不复制它所引用的对象，换言之，所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

深克隆：除了浅度克隆要克隆的值外，还负责克隆引用类型的数据。

两种克隆的实现方式：

1 浅克隆：实现Cloneable接口，调用Object对象的clone()方法，返回的便是浅克隆对象。

　　protected Object clone() throws CloneNotSupportedException

　　创建并返回此对象的一个副本。“副本”的准确含义可能依赖于对象的类。这样做的目的是，对于任何对象 x，表达式：x.clone() != x为 true，

表达式：x.clone().getClass() == x.getClass()也为 true，
但这些并非必须要满足的要求。一般情况下：x.clone().equals(x)为 true，但这并非必须要满足的要求。


2 深克隆：把对象写到流里的过程是序列化(Serialization)过程；而把对象从流中读出来的过程则叫反序列化(Deserialization)过程。
应当指出的是，写到流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。
序列化基本代码如下：

    public  Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{
        //将对象写到流里
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);
        //从流里读回来
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return ois.readObject();
    }

原型模式基本代码：

参看文首博文。

import java.io.*;

public class Monkey implements Cloneable,Serializable{
    public int age;
    public GoldRingedStaff staff;

    public Monkey(int age, GoldRingedStaff staff) {
        this.age = age;
        this.staff = staff;
    }

    public Monkey() {
    }

    //重写super.clone()，返回Mokey对象
    @Override
    protected Monkey clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Monkey)super.clone();
    }

    //深克隆
    public Monkey deepClone(){
        try {
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);
            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Monkey)ois.readObject();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
            System.out.println("deep clone failed.");
            return null;
    }
}

import java.io.Serializable;

public class GoldRingedStaff implements Serializable {
    private float height = 100.0f;
    private float diameter = 10.0f;
    /**
     * 增长行为，每次调用长度和半径增加一倍
     */
    public void grow(){
        this.diameter *= 2;
        this.height *= 2;
    }
    /**
     * 缩小行为，每次调用长度和半径减少一半
     */
    public void shrink(){
        this.diameter /= 2;
        this.height /= 2;
    }
}

public class TheGreatestSage {
    private Monkey monkey = new Monkey(10,new GoldRingedStaff());

    public void change(){
        try {
            Monkey copyMonkey = monkey.clone();//浅克隆
            System.out.println("大圣本尊跟克隆的年龄是否相同 " + (monkey.age == copyMonkey.age));
            System.out.println("大圣本尊跟克隆的大圣是否为同一个对象 " + (monkey == copyMonkey));
            System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒 跟 克隆的大圣持有的金箍棒是否为同一个对象" + (monkey.staff == copyMonkey.staff));

        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("clone failed");
        }
    }

    public void deepChange(){
        Monkey copyMonkey = monkey.deepClone();
        System.out.println("大圣本尊跟克隆的年龄是否相同 " + (monkey.age == copyMonkey.age));
        System.out.println("大圣本尊跟克隆的大圣是否为同一个对象 " + (monkey == copyMonkey));
        System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒 跟 克隆的大圣持有的金箍棒是否为同一个对象" + (monkey.staff == copyMonkey.staff));
    }

    public static void main(String[] args) {
        TheGreatestSage sage = new TheGreatestSage();
        sage.change();
        System.out.println("========================");
        sage.deepChange();
    }

}

//输出结果
大圣本尊跟克隆的年龄是否相同 true
大圣本尊跟克隆的大圣是否为同一个对象 false
大圣本尊持有的金箍棒 跟 克隆的大圣持有的金箍棒是否为同一个对象true
========================
大圣本尊跟克隆的年龄是否相同 true
大圣本尊跟克隆的大圣是否为同一个对象 false
大圣本尊持有的金箍棒 跟 克隆的大圣持有的金箍棒是否为同一个对象false