java设计模式Ctrl C和Ctrl V的原型模式详解

时间:2023-03-20 OpenGL 人气:0

记个笔记

早会，你拿着电脑在会议室里新建了一个记事本，用着搜狗输入法，疯狂的记录着你们部门老大的各种会议纪要。

时间很快，等散会的时候已经中午了，此时阿良才着急忙慌的赶到。看着他手足无措的样子，你淡定的对他说，不要急，会议内容都被你记录下来了，等会拷贝给他一份就好了。听完你的话，他忐忑的心才慢慢放下。

我们日常生活使用电脑时，经常会用到的一个操作，就是复制粘贴，即 Ctrl+C和Ctrl+V。但是编程中，我们创建了一个对象，想在使用时拷贝出来一份该怎么办呢。这就是今天想提到的设计模式，原型模式。

原型模式定义

以目标对象为原型实例，通过复制的方式创建新对象。

其实换成人话就是：在内存里复制一个内容一模一样的新的对象。

使用的时机：

创建对象时，在构造函数中会进行大量的资源消耗操作。举几个比较夸张的例子：比如说可能进行网络申请或者说拷贝个几百m的数据到本地，再或者说要检查下本地内存卡或者电脑硬盘上有多少个文件夹。这些都是很耗时的计算，但是这些都是在创建该对象之前的准备工作（举例而已，可能有点夸张）。此时可以使用原型模式，直接在内存中复制一个一模一样的对象。

拷贝的区别

官方抽象的描述

浅拷贝：基本数据类型互不干扰，两个引用数据类型引用，指向内存中同一个对象。
深拷贝：在内存中生成一个内容一模一样的引用数据对象。原型对象和生成对象互不干扰。

好理解的人话

浅拷贝：你在我的电脑中，创建了一个C盘的快捷方式。快捷方式和我的电脑中的C盘都能打开C盘文件夹。
深拷贝：你把你的会议时创建的记录会议的记事本，拷贝了一份给你的好友阿良。这两个记事本中的数据互不干扰。

使用的步骤：

1. 继承实现Clone接口

2. 对象内部的基本数据类型变量，会直接拷贝。

3. 引用数据类型，可以根据需求。自行实现深拷贝或者浅拷贝（默认即浅拷贝，类比成快捷方式）

实现代码

/**
 * @author：TianLong
 * @date：2022/10/18 19:47
 * @detail：原型模式 具体实现类
 */
class Book implements Cloneable{
    public ArrayList<String> articles = new ArrayList<>();
    public String author = "";
    public int price = 0;
    public String publishers = "";
    public Book(ArrayList<String> articles, String author, int price, String publishers) {
        this.articles = articles;
        this.author = author;
        this.price = price;
        this.publishers = publishers;
    }
    @Override
    public Book clone() {
        Book book = null;
        try {
          book = (Book) super.clone();
          // 引用数据类型，需实现深拷贝
          book.articles = (ArrayList<String>) this.articles.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return book;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "articles=" + articles +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", price=" + price +
                ", publishers='" + publishers + '\'' +
                '}';
    }
}

/**
 * @author：TianLong
 * @date：2022/10/18 19:52
 * @detail：客户端
 */
class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String>arrayList=new ArrayList<>();
        arrayList.add("丑小鸭");
        arrayList.add("白雪公主");
        arrayList.add("小红帽");
        Book book = new Book(arrayList,"安徒生",20,"人民出版社");
        Book cloneBook = book.clone();
        // 引用数据类型
        book.articles.add("大闹天宫");
        // 数据输出
        System.out.println(book.toString());
        System.out.println(cloneBook.toString());
    }
}

原型模式的优缺点

优点：在内存中以二进制流的方式直接拷贝对象数据。不需要new对象。
缺点：clone创建对象时，不会执行构造器函数。既是优点也是缺点。如需要实现某些放在构造器函数内的操作时，需要注意。

几个注意事项

原型模式，只要能达到复制对象目的即可，不一定需要实现clone接口。
实现clone接口后，调用对象的clone方法时，基本数据类型直接复制，引用数据类型只拷贝了对象引用。
若要实现引用数据类型的深拷贝，要么该引用数据类型自己内部实现了clone接口，要么直接new该对象，将原有数据添加到new出来的对象中。手动进行数据拷贝。
clone接口复制时，参数内容以二进制流的方式在内存中直接复制，不执行对象的构造方法。

后记

原型模式就像是在Ctrl+C和Ctrl+V一样。可以帮我们快速的在内存中创建出一个对象。唯一要注意的是，拷贝出来的数据是 ”快捷方式“ ，还是一个 ”单独的文件“

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