Java设计模式-创建型模式-原型模式

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 复制代码
// 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 复制代码
/**
 * 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 复制代码
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 复制代码
/**
 * 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。

相关推荐
知守观4 分钟前
一个方法两个触发口:反编译 XXL-Job 后,我看清了 inner/job 子包的裸奔现状
java·spring boot·微服务
用户3126874877204 分钟前
CompletableFuture 链式编排:异步编程的优雅解法
java
瑞雪兆丰年兮20 分钟前
JavaWeb-day14-SpringBootWeb原理篇
java·开发语言·spring boot·spring·bean·mybatis·javaweb
神仙别闹33 分钟前
基于 Java GUI 贪心策略直接搜索算法和极大极小博弈树算法的智能人机博弈五子棋游戏
java·毕业设计·gui·贪心策略·极大极小博弈树
Flynn Liang2 小时前
RAG 评估体系:黄金集、检索指标与 LLM-as-Judge 落地
java·langchain·rag·评估·langchain4j·检索指标
杯子不吃紫菜2 小时前
LangGraph 体系实战(下):中断恢复、流式、子图与设计模式
单片机·嵌入式硬件·设计模式
SimonKing3 小时前
Workbuddy太占C盘空间了,写个迁移工具迁走10G的数据
java·后端·程序员
Hvitur3 小时前
Java - Lambda
java·开发语言·python
是2的10次方啊5 小时前
设计模式与生活⑳:楼里的事都找前台,你就再没见过师傅
设计模式
apcipot_rain8 小时前
C++转Java日记(06)
java·开发语言