java設計模式4——原型模式

1、寫在前面

本節內容與C++語言的復制建構式、淺拷貝、深拷貝極為相似，因此建議學習者可以先了解C++的該部分的相關知識，或者學習完本節內容后，也去了解C++的相應內容，進行比對學習，

2、原型模式介紹

原型模式（Prototype Pattern）是用于創建重復的物件，同時又能保證性能，這種型別的設計模式屬于創建型模式，它提供了一種創建物件的最佳方式，

這種模式是實作了一個原型介面，該介面用于創建當前物件的克隆，當直接創建物件的代價比較大時，則采用這種模式，例如，一個物件需要在一個高代價的資料庫操作之后被創建，我們可以快取該物件，在下一個請求時回傳它的克隆，在需要的時候更新資料庫，以此來減少資料庫呼叫，

3、java實作克隆的核心

1、實作一個介面（Cloneable）

2、重寫一個方法（clone()）

clone()方法的原始碼分析

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

由方法宣告的放回值型別=>native，可知該方法實際上是一個C++封裝好的方法，由java來進行呼叫，相當于C++語言的復制建構式，但是又有所區別，

4、第一種原型模式實作（淺拷貝）

4.1、建立視頻的原型類

package com.xgp.company.創建型模式.第四種_原型模式.demo1;

import java.util.Date;

/**
 * 1、實作一個介面
 * 2、重寫一個方法
 */
//視頻原型類
public class Video implements Cloneable {
    private String name;
    private Date createTime;

    /**
     * 重寫克隆方法
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @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 +
                '}';
    }
}

4.2、建立復制的客戶端類

package com.xgp.company.創建型模式.第四種_原型模式.demo1;

import java.util.Date;

/**
 * 客戶端：克隆
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        //原型物件
        Video v1 = new Video("狂神說java", new Date());
        System.out.println("v1 = " + v1);
        System.out.println("v1 = " + v1.hashCode());

        System.out.println("========================");
        //v1 克隆 v2
        Video v2 = (Video) v1.clone();
        System.out.println("v2 = " + v2);
        System.out.println("v2 = " + v2.hashCode());

    }
}

運行結果：

v1 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:26:57 CST 2020}
v1 = 1836019240
========================
v2 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:26:57 CST 2020}
v2 = 325040804

5、弊端

5.1、揭露弊端的代碼

/**
 * 演示淺克隆弊端
 * @param args
 * @throws CloneNotSupportedException
 */
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    //原型物件
    Date date = new Date();
    Video v1 = new Video("狂神說java", date);
    System.out.println("v1 = " + v1);
    System.out.println("v1 = " + v1.hashCode());

    //v1 克隆 v2
    Video v2 = (Video) v1.clone();
    System.out.println("v2 = " + v2);
    System.out.println("v2 = " + v2.hashCode());

    System.out.println("========================");

    date.setTime(22222222);
    System.out.println("v1 = " + v1);
    System.out.println("v1 = " + v1.hashCode());

    //v1 克隆 v2
    System.out.println("v2 = " + v2);
    System.out.println("v2 = " + v2.hashCode());

}

5.2、弊端代碼的運行結果

v1 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:29:02 CST 2020}
v1 = 1836019240
v2 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:29:02 CST 2020}
v2 = 325040804
========================
v1 = Video{name='狂神說java', createTime=Thu Jan 01 14:10:22 CST 1970}
v1 = 1836019240
v2 = Video{name='狂神說java', createTime=Thu Jan 01 14:10:22 CST 1970}
v2 = 325040804

5.3、弊端分析

從運行結果可以看出，當改變一個被v1,v2都參考的時間物件時，兩者都發生了改變，沒有將參考的物件進行復制，因此稱之為淺拷貝，

5.4、模型圖如下：

通過上面的模型圖可以看到，被參考的物件還是只有一份，因此存在很大的弊端，在C++中，如果存在這種參考關閉，當程式員兩次洗掉物件時，會出現第二次刪物件時發生異常的情況，雖然在java語言中，有著gc機制，不需要程式員手動的去釋放物件，不會出現重復洗掉的錯誤，但是，當被參考的物件發生改變時，很有可能會發生資料上的不正確，

6、改進（深拷貝模式）

6.1、我們期望想要改進后的模型圖如下：被參考的物件也復制了一份，互不干擾，

6.2、實作方式：改造重寫的克隆方法

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    /**
     * 改造克隆方法，進行生克隆
     */
    Object obj = super.clone();
    Video v = (Video) obj;

    //將物件的屬性進行克隆
    v.createTime = (Date) this.createTime.clone();
    return obj;
}

6.3、此時的運行結果為：

v1 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:37:33 CST 2020}
v1 = 1836019240
v2 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:37:33 CST 2020}
v2 = 325040804
========================
v1 = Video{name='狂神說java', createTime=Thu Jan 01 14:10:22 CST 1970}
v1 = 1836019240
v2 = Video{name='狂神說java', createTime=Fri Feb 14 10:37:33 CST 2020}
v2 = 325040804

6.4、當原型參考的對像改變時，復制的物件并不發生改變，被參考的物件被復制了兩份，因此稱之為深拷貝，

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標籤：設計模式

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