原型模式案例详解-浅拷贝与深拷贝
Posted fairboyllil
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了原型模式案例详解-浅拷贝与深拷贝相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
克隆羊问题
现在有一只羊,姓名为:tom,年龄为:1,颜色为:白色,请编写程序创建和tom羊属性完全相同的10只羊。
传统方式解决克隆羊问题
public class Sheep {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
//get、set方法
@Override
public String toString() {
return "Sheep{" +
"name=‘" + name + ‘‘‘ +
", age=" + age +
", color=‘" + color + ‘‘‘ +
‘}‘;
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
//......
System.out.println(sheep);
System.out.println(sheep2);
System.out.println(sheep3);
}
}
传统的方式的优缺点:
- 优点是比较好理解,简单易操作;
- 在创建新的对象时,总是需要重新获取原始对象的属性,如果创建的对象比较复杂时,效率较低;
- 总是需要重新初始化对象,而不是动态地获得对象运行时的状态,不够灵活;
改进的思路分析:Java中Object类是所有类的根类,Object类提供了一个clone( )方法,该方法可以将一个Java对象复制一份,但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口Cloneable,该接口表示该类能够复制且具有复制的能力(原型模式)。
原型模式
原型模式是指:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型,创建新的对象。
原型模式是一种创建型设计模式,允许一个对象再创建另一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节。
工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建,即“对象.clone( )”。
public class Sheep implements Cloneable {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
//get、set方法
@Override
public String toString() {
return "Sheep{" +
"name=‘" + name + ‘‘‘ +
", age=" + age +
", color=‘" + color + ‘‘‘ +
‘}‘;
}
//克隆该实例,使用默认的clone方法来完成
@Override
protected Object clone() {
Sheep sheep = null;
try {
sheep = (Sheep) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
return sheep;
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();
Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone();
//......
System.out.println(sheep);
System.out.println(sheep2);
System.out.println(sheep3);
}
}
浅拷贝与深拷贝
浅拷贝
对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。
对于数据类型是引用类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,在一个对象中修改该成员变量会影响另一个对象的该成员变量值。
前面我们的克隆羊案例就是浅拷贝。
浅拷贝是使用默认的clone( )方法来实现。
深拷贝
复制对象的所有基本数据类型的成员变量值。
为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间,并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象,直到该对象可达的所有对象,也就是说,对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝。
深拷贝的实现方式1:重写clone方法。
深拷贝实现方式2:通过对象序列化实现(推荐)。
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String cloneName;
private String cloneClass;
public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
this.cloneName = cloneName;
this.cloneClass = cloneClass;
}
//因为该类的属性都是String,因此我们这里使用默认的clone完成即可
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable {
public String name;
public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;
public DeepProtoType() {
super();
}
//深拷贝-方式1
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deep = null;
//完成对属性为基本数据类型和String的克隆
deep = super.clone();
//对属性为引用类型的单独处理
DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType) deep;
deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget) deepCloneableTarget.clone();
return deepProtoType;
}
//深拷贝-方式2
public Object deepClone() {
//创建流对象
ByteArrayOutputStream bos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
//序列化
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this); //把当前这个对象以对象流的方式输出
//反序列化
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType) ois.readObject();
return copyObj;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
//关闭流
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (Exception e2) {
System.out.println(e2.getMessage());
}
}
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
DeepProtoType p = new DeepProtoType();
p.name = "宋江";
p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("小明", "学生类");
//测试,方式1
DeepProtoType p1 = (DeepProtoType) p.clone();
System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("p1.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p1.deepCloneableTarget.hashCode());
//测试,方式2
DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.deepClone();
System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
}
}
原型模式的注意事项的细节
- 创建新的对象比较复杂时,可以利用原型模式简化对象的创建过程,同时也能够提高效率;
- 不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态;
- 如果原始对象发生变化(增加或者减少属性),其它克隆对象的也会发生相应的变化,无需修改代码 ;
- 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码;
- 缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法,这对全新的类来说不是很难,但对已有的类进行改造时,需要修改其源代码,违背了ocp原则,这点请注意。
以上是关于原型模式案例详解-浅拷贝与深拷贝的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章