我终于读懂了原型模式。。。

简介: 我终于读懂了原型模式。。。

克隆羊问题

现在有一只羊 tom,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


思路分析(图解)



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首先准备一个类


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我们无非在创建的时候将里面的属性给get出来



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传统的方式的优缺点


1)优点是比较好理解,简单易操作。

2)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

3)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


思路: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-基本介绍


1)原型模式(Prototype 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

2)原型模式是一种创建型设计模式,允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节

3)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()

4)形象的理解:孙大圣拔出猴毛, 变出其它孙大圣


原型模式原理结构图-uml 类图



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原理结构图说明

1)Prototype : 原型类,声明一个克隆自己的接口

2)ConcretePrototype: 具体的原型类, 实现一个克隆自己的操作

3)Client: 让一个原型对象克隆自己,从而创建一个新的对象(属性一样)



🙈原型模式(浅拷贝


使用原型模式改进传统方式,让程序具有更高的效率和扩展性。


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这里我们发现,他的引用对象并没有进行克隆,而是用的同一个内存地址,这里可以理解为浅拷贝


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🙉浅拷贝和深拷贝

浅拷贝的介绍


1)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。

2)对于数据类型是引用数据类型的成员变量,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到另一个对象的该成员变量值

3)前面我们克隆羊就是浅拷贝

4)浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现sheep = (Sheep) super.clone();


深拷贝基本介绍


1)复制对象的所有基本数据类型的成员变量值

2)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


3)深拷贝实现方式 1:重写 clone 方法来实现深拷贝

4)深拷贝实现方式 2:通过对象序列化实现深拷贝(推荐)


💂 原型模式(重写 clone 方法来实现深拷贝)


重写 clone 方法实现深拷贝 我们创建一个类,里面有个引用类型的成员变量

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我们在重写该类的clone方法的同时重写成员变量的clone方法



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这样,我们在创造类的时候就是使用了原型模式的深拷贝了


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💀原型模式(使用序列化来实现深拷贝)


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我们自己写一个克隆的方法,子类并不需要重写clone方法


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这样,我们也完成了深拷贝

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原型模式的注意事项和细节


1)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

2)不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态

3)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

4)在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码

5)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


🐾原型模式在 Spring 框架中源码分析

Spring 中原型 bean 的创建,就是原型模式的应用


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资料参考:https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4

代码地址:https://gitee.com/WangFuGui-Ma/design-pattern/tree/master/design/prototype

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