1 克隆羊问题
当初有一只羊 tom，姓名为: tom, 年龄为：1，色彩为：红色，请编写程序创立和 tom 羊 属性完全相同的 10 只羊。
2 传统形式解决克隆羊问题
public class Client { public static void main(String[] args) { //传统的办法。间接反复创立屡次。 Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "红色"); Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); Sheep sheep4 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); Sheep sheep5 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); System.out.println(sheep); System.out.println(sheep2); System.out.println(sheep3); System.out.println(sheep4); System.out.println(sheep5); }}class Sheep { private String name; private int age; private String color; public Sheep(String name, int age, String color) { this.name = name; this.age = age; this.color = color; } ... 此处省略get/set/toString 办法。}3 传统的形式的优缺点
- 长处是比拟好了解，简略易操作。
- 在创立新的对象时，总是须要从新获取原始对象的属性，如果创立的对象比较复杂时，效率较低
- 总是须要从新初始化对象，而不是动静地取得对象运行时的状态, 不够灵便
- 改良的思路剖析
思路：Java 中 Object 类是所有类的根类，Object 类提供了一个 clone()办法，该办法能够将一个 Java 对象复制一份，然而须要实现 clone 的 Java 类必须要实现一个接口 Cloneable，该接口示意该类可能复制且具备复制的能力 =>原型模式。
4 原型模式-根本介绍
- 原型模式(Prototype 模式)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
- 原型模式是一种创立型设计模式，容许一个对象再创立另外一个可定制的对象，无需晓得如何创立的细节
- 工作原理是：通过将一个原型对象传给那个要动员创立的对象，这个要动员创立的对象通过申请原型对象拷贝它们本人来施行创立，即：对象.clone()
- 形象的了解：孙大圣插入猴毛， 变出其它孙大圣。
5 原型模式原理结构图-uml 类图
原理结构图阐明：
- Prototype : 原型类，申明一个克隆本人的接口。
- ConcretePrototype: 具体的原型类, 实现一个克隆本人的操作。
- Client: 让一个原型对象克隆本人，从而创立一个新的对象(属性一样）。
6 原型模式解决克隆羊问题的利用实例
应用原型模式改良传统形式，让程序具备更高的效率和扩展性。
代码实现：
public class Sheep implements Cloneable { private String name; private int age; private String color; private String address = "蒙古羊"; /** * 是对象, 克隆是会如何解决, 默认是浅拷贝。 * 其实克隆前后的对象都是指向的同一个对象，复制的是内存地址。 * 如果一个对象批改其成员变量会影响另外一个成员变量 */ public Sheep friend; public Sheep(String name, int age, String color) { super(); this.name = name; this.age = age; this.color = color; } // 省略get/set/toString @Override public String toString() { return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", " + "color=" + color + ", address=" + address + "]"; } //克隆该实例，应用默认的 clone 办法来实现 @Override protected Object clone() { Sheep sheep = null; try { sheep = (Sheep) super.clone(); } catch (Exception e) { System.out.println(e.getMessage()); } return sheep; }}public class Client { public static void main(String[] args) { System.out.println("原型模式实现对象的创立"); Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "红色"); sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "彩色"); // 用 clone 办法代替 间接反复 new 创立 Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone(); //克隆 Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone(); //克隆 Sheep sheep4 = (Sheep) sheep.clone(); //克隆 Sheep sheep5 = (Sheep) sheep.clone(); //克隆 System.out.println("sheep2 =" + sheep2 + "sheep2.friend=" + sheep2.friend.hashCode()); System.out.println("sheep3 =" + sheep3 + "sheep3.friend=" + sheep3.friend.hashCode()); System.out.println("sheep4 =" + sheep4 + "sheep4.friend=" + sheep4.friend.hashCode()); System.out.println("sheep5 =" + sheep5 + "sheep5.friend=" + sheep5.friend.hashCode()); }}7 原型模式在 Spring 框架中源码剖析
- Spring 中原型 bean 的创立，就是原型模式的利用
- 代码剖析+Debug 源码
8 深刻探讨-浅拷贝和深拷贝
8.1 浅拷贝的介绍
- 对于数据类型是根本数据类型的成员变量，浅拷贝会间接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
- 对于数据类型是援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，那么浅拷贝会进行援用传递，也就是只是将该成员变量的援用值（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。在这种状况下，在一个对象中批改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。
- 后面咱们克隆羊就是浅拷贝。
- 浅拷贝是应用默认的 clone()办法来实现
sheep = (Sheep) super.clone();
8.2 深拷贝根本介绍
- 复制对象的所有根本数据类型的成员变量值
- 为所有援用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个援用数据类型成员变量所援用的对象，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(包含对象的援用类型)进行拷贝
- 深拷贝实现形式 1：重写 clone 办法来实现深拷贝
- 深拷贝实现形式 2：通过对象序列化实现深拷贝(举荐)
8.3 深拷贝利用实例
- 应用重写 clone 办法实现深拷贝
- 应用序列化来实现深拷贝
- 代码演示：
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable { private static final long serialVersionUID = 1L; private String cloneName; private String cloneClass; //结构器 public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) { this.cloneName = cloneName; this.cloneClass = cloneClass; } //因为该类的属性，都是 String , 因而咱们这里应用默认的 clone 实现即可 @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); }}public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable { //String 属 性 public String name; // 援用类型 public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget; public DeepProtoType() { super(); } // 深拷贝 - 形式 1 应用 clone 办法 @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { Object deep; //这里实现对根本数据类型(属性)和 String 的克隆 deep = super.clone(); //对援用类型的属性，进行独自解决 DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType) deep; deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget) deepCloneableTarget.clone(); return deepProtoType; } // 深拷贝 - 形式 2 通过对象的序列化实现 (举荐) public Object deepClone() { //创立流对象 ByteArrayOutputStream bos = null; ObjectOutputStream oos = null; ByteArrayInputStream bis = null; ObjectInputStream ois = null; try { //序列化 bos = new ByteArrayOutputStream(); oos = new ObjectOutputStream(bos); //以后这个对象以对象流的形式输入 oos.writeObject(this); //反序列化 bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ois = new ObjectInputStream(bis); DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType) ois.readObject(); return copyObj; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return null; } finally { try { //敞开流 bos.close(); oos.close(); bis.close(); ois.close(); } catch (Exception e2) { System.out.println(e2.getMessage()); } } }}public class Client { public static void main(String[] args) throws Exception { DeepProtoType p = new DeepProtoType(); p.name = "宋江"; p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛"); //形式 1 实现深拷贝 DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone(); System.out.println("p.name=" + p.name + " p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode()); System.out.println("p2.name=" + p.name + " p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode()); //形式 2 实现深拷贝 DeepProtoType p3 = (DeepProtoType) p.deepClone(); System.out.println("p.name=" + p.name + " p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode()); System.out.println("p3.name=" + p.name + " p3.deepCloneableTarget=" + p3.deepCloneableTarget.hashCode()); }}9 原型模式的注意事项和细节
- 创立新的对象比较复杂时，能够利用原型模式简化对象的创立过程，同时也可能提高效率
- 不必从新初始化对象，而是动静地取得对象运行时的状态
- 如果原始对象发生变化(减少或者缩小属性)，其它克隆对象的也会产生相应的变动，无需批改代码
- 在实现深克隆的时候可能须要比较复杂的代码
- 毛病：须要为每一个类装备一个克隆办法，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行革新时，须要批改其源代码，违反了 ocp 准则，这点须要留神。