原型模式(clone?)

Prototype pattern refers to creating duplicate object while keeping performance in mind. This type of design pattern comes under creational pattern as this pattern provides one of the best ways to create an object.

參考：

tutorialspoint | prototype_pattern

博客園 | 原型模式

博客園 | Java深拷貝與序列化

原型模式是通過復(fù)制已有對(duì)象來快速創(chuàng)建新對(duì)象的方法，它適用于創(chuàng)建那些實(shí)例化很慢的對(duì)象，比如數(shù)據(jù)庫連接對(duì)象，在創(chuàng)建好這樣的對(duì)象后，我們可以緩存一份，下次需要這種對(duì)象時(shí)，我們可以直接返回一個(gè)該對(duì)象的拷貝。

使用場(chǎng)景

需要大量相似對(duì)象時(shí)，如果在類中需要大量相似的對(duì)象，并且這些對(duì)象中有很多屬性都是一樣的，只有個(gè)別屬性需要定制時(shí)，可以使用原型模式，因?yàn)橹苯訌膬?nèi)從中復(fù)制對(duì)象比new一個(gè)新對(duì)象的性能要高得多。

如果一個(gè)對(duì)象的實(shí)例化過程很耗時(shí)耗力，可以使用原型模式。

Java Cloneable接口

Java中提供了一個(gè)標(biāo)記接口Cloneable，類如果實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口就可以使用Object類中定義的clone方法

如果沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，直接調(diào)用clone()會(huì)拋出CloneNotSupportedException

Object clone()會(huì)返回當(dāng)前對(duì)象的一個(gè)淺拷貝

深拷貝和淺拷貝

根據(jù)不同的對(duì)象類型，拷貝的內(nèi)容也各不相同：

基本數(shù)據(jù)類型，如int，char等，直接拷貝值

對(duì)于字符串，拷貝時(shí)只復(fù)制引用，當(dāng)字符串的值改變時(shí)，會(huì)從字符串池中重新生成新的字符串，最終結(jié)果和拷貝值一樣

對(duì)于對(duì)象，拷貝時(shí)只復(fù)制引用，如果要復(fù)制值，需要使用深拷貝

public class Out implements Cloneable{private String outName;private In in;public Out(String outName) {this.outName = outName;}public void setIn(In in) {this.in = in;}@Overridepublic String toString() {return "Out{" +"outName='" + outName + '\'' +", in=" + in +'}';}@Overrideprotected Out clone() throws CloneNotSupportedException {return (Out) super.clone();}public static void main(String[] args) {Out out = new Out("out");In in = new In("in name");out.setIn(in);Out out1 = null;try {// in 是一個(gè)object類型，所以在調(diào)用clone()時(shí)只復(fù)制了in的引用out1 = out.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}assert out1 != null;// 改變out1.in的name也會(huì)改變out中in的nameout1.in.setName("out1 in");System.out.println(out);System.out.println(out1);} } /* Out{outName='out', in=In{name='out1 in'}} Out{outName='out', in=In{name='out1 in'}} */

深拷貝 DeepCopy

Java中實(shí)現(xiàn)深拷貝可以手動(dòng)拷貝object類型的屬性，但如果這個(gè)類型中還有object類型，就會(huì)很麻煩。

@Override protected DCOut clone() throws CloneNotSupportedException {DCOut copy = (DCOut) super.clone();In copyIn = (In) this.in.clone();copy.setIn(copyIn);return copy; }

還可以使用Serializable接口，通過序列化，將堆中的對(duì)象數(shù)據(jù)信息復(fù)制一份到堆外，再反序列化成新的克隆對(duì)象

import java.io.*;public class DeepClone implements Serializable {private Object obj;public DeepClone(Object obj){this.obj = obj;}public Object deepClone() {Object result = null;//序列化ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = null;try {oos = new ObjectOutputStream(baos);oos.writeObject(obj);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 反序列化ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());ObjectInputStream ois = null;try {ois = new ObjectInputStream(bais);result = ois.readObject();} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return result;} }

python中的深拷貝和淺拷貝

In [1]: import copyIn [2]: a = [i for i in range(10)]In [3]: b = copy.copy(a)In [4]: a is b Out[4]: FalseIn [5]: c = [[1, 2], [3, 4]]In [6]: d = copy.copy(c)In [7]: d is c Out[7]: FalseIn [8]: d[0] is c[0] Out[8]: TrueIn [9]: e = copy.deepcopy(c)In [10]: e[0] is c[0] Out[10]: FalseIn [11]:

python內(nèi)置的copy模塊提供了深拷貝和淺拷貝的功能，python中淺拷貝只會(huì)拷貝父對(duì)象，不會(huì)拷貝父對(duì)象內(nèi)部的子對(duì)象

python切片屬于淺拷貝

例

《大話設(shè)計(jì)模式》里簡(jiǎn)歷的例子

package pers.junebao.prototype_pattern;import pers.junebao.prototype_pattern.deep_copy.DeepClone;import java.io.Serializable;public class Resume implements Cloneable, Serializable {private String name;private String education;private String sex;Resume(String name) {this.name = name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public void setEducation(String education) {this.education = education;}public void setSex(String sex) {this.sex = sex;}public void print(){System.out.println("name: " + this.name);System.out.println("sex : " + this.sex);System.out.println("education: " + this.education);}@Overridepublic Resume clone() {Resume resume = null;// 深拷貝resume = (Resume) DeepClone.deepClone(this);return resume;} } package pers.junebao.prototype_pattern;public class Main {public static void main(String[] args) {Resume resume = new Resume("JuneBao");resume.setSex("男");resume.setEducation("本科");Resume resume1 = resume.clone();resume1.setSex("女");resume.print();resume1.print();} }

GitHub | 完整代碼

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【设计模式 06】原型模式（克隆？？）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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