设计模式（五）---- 原型模式

原型模式

　　通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。就是 java 中的克隆技术，以某个对象为原型，复制出新的对象。显然，新的对象具备原型对象的特点。

　　优势：创建对象效率高（直接克隆，避免重新执行构造过程步骤）

　　克隆类似于 new 但是不同于 new。new 创建新的对象，属性采用默认值；克隆的对象属性值和原型对象相同。并且克隆出的新对象改变不会影响到原型对象。然后，再修改克隆对象的值。

原型模式实现

　　实现 Cloneable 接口，重写 clone 方法；

Prototype 模式中实现最困难的地方就是内存复制操作，所幸在 Java 中提供了 clone() 方法替我们做了绝大部分事情。

1、浅拷贝实现：

public class Sheep implements Cloneable
{
    private String sname;
    private Date birthday;

    public Sheep()
    {
    }

    public Sheep(String sname, Date birthday)
    {
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
    {
　　　　 Object object = super.clone();
        return object;
    }

    //省略 getter 和 setter 方法
}

测试类，如下：

public class Client
{
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
    {
        Date date = new Date(111111111111L);
        Sheep sheep1 = new Sheep("多利", date);
        System.out.println(sheep1);
        System.out.println("sheep1:  " + sheep1.getSname() + ":" + sheep1.getBirthday());
        System.out.println("------------------------------");

        Sheep sheep2 = (Sheep) sheep1.clone();
        System.out.println(sheep2);
        System.out.println("sheep2:  " + sheep2.getSname() + ":" + sheep2.getBirthday());
        System.out.println("----改变date后---");
        date.setTime(1235313478966L);  //改变date对象的值

        System.out.println("sheep2:  " + sheep2.getSname() + ":" + sheep2.getBirthday());
    }
}

结果如下：

　　com.yufeng.prototype.Sheep@60e53b93
　　sheep1: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　------------------------------
　　com.yufeng.prototype.Sheep@5e481248
　　sheep2: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　----改变date后---
　　sheep2: 多利:Sun Feb 22 22:37:58 CST 2009

结果分析：

　　通过sheep1的clone()方法克隆的对象 sheep2，接着改变date对象的值之后，sheep2 对象中 birthday 发生了变化；说明 sheep1 和 sheep2 指向了同一个 date 对象，所以为浅拷贝；

2、深拷贝实现：

方式一：属性也进行clone

实现 Cloneable 接口，重写clone()方法

public class Sheep implements Cloneable
{
    private String sname;
    private Date birthday;

    public Sheep()
    {
    }

    public Sheep(String sname, Date birthday)
    {
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
    {
        Object object = super.clone(); 

        //添加如下代码实现深拷贝(deep clone)
        Sheep sheep = (Sheep) object;
        sheep.setBirthday((Date) this.birthday.clone());
        return object;
    }

    //省略 getter 和 setter 方法
}

结果如下：

　　com.yufeng.prototype.Sheep@60e53b93
　　sheep1: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　------------------------------
　　com.yufeng.prototype.Sheep@5e481248
　　sheep2: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　----改变date后---
　　sheep2: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973

方式二：序列化和反序列化实现深拷贝

实现 Cloneable 接口，重写clone()方法； 实现 Serializable 接口

public class Sheep implements Cloneable, Serializable
{
    private String sname;
    private Date birthday;

    public Sheep()
    {
    }

    public Sheep(String sname, Date birthday)
    {
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
    {
        Object object = super.clone(); 
        return object;
    }

    // 省略 getter 和 setter 方法
}

测试类，代码如下：

public class Client2
{
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException
    {
        Date date = new Date(111111111111L);
        Sheep sheep1 = new Sheep("多利", date);
        System.out.println(sheep1);
        System.out.println("sheep1:  " + sheep1.getSname() + ":" + sheep1.getBirthday());
        System.out.println("------------------------------");

        //Sheep sheep2 = (Sheep) sheep1.clone();
        //使用序列化和反序列化实现深克隆
        //序列化到字节数组中
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(sheep1);
        byte[] bytes = bos.toByteArray();

        //反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        Sheep sheep2 = (Sheep) ois.readObject();

        System.out.println(sheep2);
        System.out.println("sheep2:  " + sheep2.getSname() + ":" + sheep2.getBirthday());
        System.out.println("----改变date后---");
        date.setTime(1235313478966L);

        System.out.println("sheep2:  " + sheep2.getSname() + ":" + sheep2.getBirthday());
    }
}

结果如下：

　　com.yufeng.prototype.Sheep@60e53b93
　　sheep1: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　------------------------------
　　com.yufeng.prototype.Sheep@5e481248
　　sheep2: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973
　　----改变date后---
　　sheep2: 多利:Tue Jul 10 08:11:51 CST 1973