原型模式
原型模式
要求:以一个已经创建的对象为原型,复制一个新的对象
使用场景:
创建对象的成本比较大的时候(如从耗时较长的计算或者从查询耗时长的RPC接口获取数据),直接拷贝已有对象,而不是每次耗时创建对象。
原型模式分为两种,浅拷贝 和深拷贝
- 浅拷贝 :克隆对象所有变量的值与原型对象完全一致,引用数据类型(除String类型)的地址也一致
- 深拷贝 :克隆对象所有变量的内容与原型对象完全一致,但引用数据类型的地址不一致
下面以学生和奖状的例子 讲述深拷贝和浅拷贝
浅拷贝
Object类中提供了clone()方法来实现浅克隆,但是需要实现Cloneable接口,代码如下:
java
// 奖状类
class Citation implements Cloneable {
private String name; // 注意,String为不可变类
public Citation(String name) {
this.name = name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return this.name;
}
public void show() {
System.out.println(name);
}
@Override
protected Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "Citation{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
测试代码:
java
/**
* 浅拷贝
* 复制一个奖状类
*/
@Test
public void ShallowCopy() throws CloneNotSupportedException {
Citation citation = new Citation("三好学生");
Citation clone = citation.clone();
citation.show();
clone.show();
System.out.println(clone == citation);
}
输出:
三好学生
优秀学生
false
上述奖状类,只有一个String 类型,没有其他引用类型,可以使用clone()方法进行浅拷贝
但对于有其他引用属性的对象,例如,一个学生对象有一个奖状属性,这时如果还使用浅拷贝,复制的学生对象,引用的奖状就是同一个(地址相同),修改奖状属性,就会导致所有拷贝的学生的奖状信息都跟着改变,这显然不是我们想要的
这时就需要使用深拷贝完成复制,代码如下:
深拷贝
java
public class Student implements Cloneable{
private String name;
private Citation citation;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void setCitation(Citation citation) {
this.citation = citation;
}
public Citation getCitation(){
return citation;
}
/**
* 深拷贝
* @return
* @throws CloneNotSupportedException
*/
@Override
protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
Student clone = (Student) super.clone();
Citation citation = this.citation.clone();
clone.setCitation(citation);
return clone;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", citation=" + citation +
'}';
}
}
测试代码:
java
/**
* 深拷贝
* 复制一个学生改个名
*/
@Test
public void DeepCopy() throws CloneNotSupportedException {
Student student = new Student();
student.setName("张三");
student.setCitation(new Citation("三好学生"));
Student clone = student.clone();
clone.setName("李四");
clone.getCitation().setName("优秀学生");
System.out.println(student);
System.out.println(clone);
System.out.println(student == clone);
}
输出:
Student{name='张三', citation=Citation{name='三好学生'}}
Student{name='李四', citation=Citation{name='优秀学生'}}
false
原型模式的本质就是clone,可以解决构建复杂对象的资源消耗问题,能再某些场景中提升构建对象的效率;还有一个重要的用途就是保护性拷贝,可以通过返回一个拷贝对象的形式,实现只读的限制。