关于java:设计模式5-原型模式

39次阅读

共计 5853 个字符,预计需要花费 15 分钟才能阅读完成。

开局一张图,剩下全靠写 …

设计模式文章汇合:http://aphysia.cn/categories/…

前言

接触过 Spring 或者 Springboot 的同学或者都理解, Bean 默认是单例的,也就是全局共用同一个对象,不会因为申请不同,应用不同的对象,这里咱们不会探讨单例,后面曾经探讨过单例模式的益处以及各种实现,有趣味能够理解一下:http://aphysia.cn/archives/de…。除了单例以外,Spring还能够设置其余的作用域,也就是scope="prototype", 这就是原型模式,每次来一个申请,都会新创建一个对象,这个对象就是依照原型实例创立的。

原型模式的定义

原型模式,也是创立型模式的一种,是指用原型实例指定创建对象的品种,并且通过拷贝这些原型创立新的对象,简略来说,就是拷贝。个别实用于:

  • 实例比较复杂,齐全创立老本高,间接复制比较简单
  • 构造函数比较复杂,创立可能产生很多不必要的对象

    长处:

  • 暗藏了创立实例的具体细节
  • 创建对象效率比拟高
  • 如果一个对象大量雷同的属性,只有大量须要特殊化的时候,能够间接用原型模式拷贝的对象,加以批改,就能够达到目标。

原型模式的实现形式

一般来说,原型模式就是用来复制对象的,那么复制对象必须有原型类,也就是 Prototype,Prototype 须要实现 Cloneable 接口,实现这个接口能力被拷贝,再重写 clone() 办法,还能够依据不同的类型来疾速获取原型对象。

咱们先定义一个原型类Fruit

public abstract class Fruit implements Cloneable{
    String name;
    float price;

    public String getName() {return name;}

    public void setName(String name) {this.name = name;}

    public float getPrice() {return price;}

    public void setPrice(float price) {this.price = price;}

    public Object clone() {
        Object clone = null;
        try {clone = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Fruit{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

以及拓展了 Fruit 类的实体类Apple,Pear,Watermelon:

public class Apple extends Fruit{public Apple(float price){
        name = "苹果";
        this.price = price;
    }
}
public class Pear extends Fruit{public Pear(float price){
        name = "雪梨";
        this.price = price;
    }
}
public class Watermelon extends Fruit{public Watermelon(float price){
        name = "西瓜";
        this.price = price;
    }
}

创立一个获取不同水果类的缓存类,每次取的时候,依据不同的类型,取出来,拷贝一次返回即可:

public class FruitCache {
    private static ConcurrentHashMap<String,Fruit> fruitMap =
            new ConcurrentHashMap<String,Fruit>();
    static {Apple apple = new Apple(10);
        fruitMap.put(apple.getName(),apple);

        Pear pear = new Pear(8);
        fruitMap.put(pear.getName(),pear);

        Watermelon watermelon = new Watermelon(5);
        fruitMap.put(watermelon.getName(),watermelon);
    }

    public static Fruit getFruit(String name){Fruit fruit = fruitMap.get(name);
        return (Fruit)fruit.clone();}
}

测试一下,别离获取不同的水果,以及比照两次获取同一种类型,能够发现,两次获取的同一种类型,不是同一个对象:

public class Test {public static void main(String[] args) {Fruit apple = FruitCache.getFruit("苹果");
        System.out.println(apple);

        Fruit pear = FruitCache.getFruit("雪梨");
        System.out.println(pear);

        Fruit watermelon = FruitCache.getFruit("西瓜");
        System.out.println(watermelon);

        Fruit apple1 = FruitCache.getFruit("苹果");
        System.out.println("是否为同一个对象" + apple.equals(apple1));
    }
}

后果如下:


Fruit{name='苹果', price=10.0}
Fruit{name='雪梨', price=8.0}
Fruit{name='西瓜', price=5.0}
false

再测试一下,咱们看看外面的 name 属性是不是同一个对象:

public class Test {public static void main(String[] args) {Fruit apple = FruitCache.getFruit("苹果");
        System.out.println(apple);

        Fruit apple1 = FruitCache.getFruit("苹果");
        System.out.println(apple1);
        System.out.println("是否为同一个对象:" + apple.equals(apple1));
        System.out.println("是否为同一个字符串对象:" + apple.name.equals(apple1.name));
    }
}

后果如下,外面的字符串的确还是用的是同一个对象:

Fruit{name='苹果', price=10.0}
Fruit{name='苹果', price=10.0}
是否为同一个对象:false
是否为同一个字符串对象:true

这是为什么呢?因为下面应用的 clone()是浅拷贝!!!不过有一点,字符串在 Java 外面是不可变的,如果产生批改,也不会批改原来的字符串,因为这个属性的存在,相似于深拷贝。如果属性是其余自定义对象,那就得留神了,浅拷贝不会真的拷贝该对象,只会拷贝一份援用。

这里不得不介绍一下浅拷贝与深拷贝的区别:

  • 浅拷贝:没有真正的拷贝数据,只是拷贝了一个指向数据内存地址的指针
  • 深拷贝:不仅新建了指针,还拷贝了一份数据内存

如果咱们应用 Fruit apple = apple1,这样只是拷贝了对象的援用,其实实质上还是同一个对象,下面的状况尽管对象是不同的,然而Apple 属性的拷贝还属于同一个援用, 地址还是一样的,它们共享了原来的属性对象name

那如何进行深拷贝呢?个别有以下计划:

  • 间接 new 对象,这个不必思考了
  • 序列化与反序列化:先序列化之后,再反序列化回来,就能够失去一个新的对象,留神必须实现 Serializable 接口。
  • 本人重写对象的 clone() 办法

序列化实现深拷贝

序列化实现代码如下:

创立一个 Student 类和 School 类:

import java.io.Serializable;

public class Student implements Serializable {
    String name;

    School school;

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }
}
import java.io.Serializable;

public class School implements Serializable {
    String name;

    public School(String name) {this.name = name;}
}

序列化拷贝的类:

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class CloneUtil {public static <T extends Serializable> T clone(T obj) {
        T result = null;
        try {ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
            objectOutputStream.writeObject(obj);
            objectOutputStream.close();

            ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
            // 返回生成的新对象
            result = (T) objectInputStream.readObject();
            objectInputStream.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
}

测试类:


public class Test {public static void main(String[] args) {School school = new School("西方小学");
        Student student =new Student("小明",school);

        Student student1= CloneUtil.clone(student);
        System.out.println(student.equals(student1));
        System.out.println(student.school.equals(student1.school));
    }
}

下面的后果均是false,阐明的确不是同一个对象,产生了深拷贝。

clone 实现深拷贝

后面的 StudentSchool都实现 Cloneable 接口,而后重写 clone() 办法:


public class Student implements Cloneable {
    String name;

    School school;

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Student student = (Student) super.clone();
        student.school = (School) school.clone();
        return student;
    }
}

public class School implements Cloneable {
    String name;

    public School(String name) {this.name = name;}

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();
    }
}

测试类:

public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception{School school = new School("西方小学");
        Student student =new Student("小明",school);

        Student student1= (Student) student.clone();
        System.out.println(student.equals(student1));
        System.out.println(student.school.equals(student1.school));
    }
}

测试后果一样,同样都是false,也是产生了深拷贝。

总结

原型模式实用于创建对象须要很多步骤或者资源的场景,而不同的对象之间,只有一部分属性是须要定制化的,其余都是雷同的,一般来说,原型模式不会独自存在,会和其余的模式一起应用。值得注意的是,拷贝分为浅拷贝和深拷贝,浅拷贝如果产生数据批改,不同对象的数据都会被批改,因为他们共享了元数据。

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店 】作者,技术之路不在一时,山高水长,纵使迟缓,驰而不息。集体写作方向:Java 源码解析JDBCMybatisSpringredis 分布式 剑指 OfferLeetCode等,认真写好每一篇文章,不喜爱题目党,不喜爱花里胡哨,大多写系列文章,不能保障我写的都完全正确,然而我保障所写的均通过实际或者查找材料。脱漏或者谬误之处,还望斧正。

剑指 Offer 全副题解 PDF

2020 年我写了什么?

开源编程笔记

关注公众号”秦怀杂货店“能够支付 剑指 Offer V1版本的 PDF解法,V2 版本减少了题目,还在哼哧哼哧的更新中,并且为每道题目减少了 C++ 解法,敬请期待。

正文完
 0