Java设计模式（四）：原型模式Prototype

原型模式是一种创建型设计模式,它通过复制一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例.被复制的实例就是我们所称的原型,这个原型是可定制的.

原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例, 因为这种情况下,复制一个已经存在的实例可以使程序运行更高效,或者创建值相等,只是命名不一样的同类数据.

原型模式中的拷贝分为"浅拷贝"和"深拷贝":

浅拷贝: 对值类型的成员变量进行值的复制,对引用类型的成员变量只复制引用,不复制引用的对象.

深拷贝: 对值类型的成员变量进行值的复制,对引用类型的成员变量也进行引用对象的复制.

类图:



下面我们用克隆羊的例子来示例

package com.iter.devbox.prototype;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

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

//利用系统的克隆方法实现克隆对象
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Sheep s = (Sheep) super.clone();
// 添加下面代码实现深拷贝。即把成员变量为对象的进行拷贝
s.birthday = (Date) this.birthday.clone();
return s;
}
/**
* 利用串行化来做深复制
* 把对象写到流里的过程是串行化(Serilization)过程;
* 把对象从流中读出来是并行化(Deserialization)过程.
* 写在流里的是对象的一个拷贝,然后再从流里读出来重建对象.
*/
public Object deepClone() {
try {
ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
oo.writeObject(this);

ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi);
return oi.readObject();
} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
public String toString() {
return this.sname + ": " + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(birthday);
}
public Sheep(String sname, Date birthday) {
super();
this.sname = sname;
this.birthday = birthday;
}
public String getSname() {
return sname;
}
public void setSname(String sname) {
this.sname = sname;
}
public Date getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(Date birthday) {
this.birthday = birthday;
}
}

package com.iter.devbox.prototype;

import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(1010, 3, 21, 7, 34, 43);
Date date = new Date(calendar.getTimeInMillis());
Sheep s1 = new Sheep("111羊",date);
Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();
Sheep s3 = (Sheep) s1.deepClone();
s2.setSname("222羊");
s3.setSname("333羊");
System.out.println("改变date之前s1的值==" + s1.toString());
System.out.println("改变date之前s2的值==" + s2.toString());
System.out.println("改变date之前s3的值==" + s3.toString() + "\n");

calendar.set(2120, 4, 22, 8, 35, 44);
date.setTime(calendar.getTimeInMillis());

System.out.println("改变date之后s1的值==" + s1.toString());
System.out.println("改变date之后s2的值==" + s2.toString());
System.out.println("改变date之后s3的值==" + s3.toString());
}
}

运行结果：

改变date之前s1的值==111羊: 1010-04-21 07:34:43

改变date之前s2的值==222羊: 1010-04-21 07:34:43

改变date之前s3的值==333羊: 1010-04-21 07:34:43

改变date之后s1的值==111羊: 2120-05-22 08:35:44

改变date之后s2的值==222羊: 1010-04-21 07:34:43

改变date之后s3的值==333羊: 1010-04-21 07:34:43