一、原型模式的用法

1.1 介绍

用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象。

1.2 结构

抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

1.3 原型模式类图

Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。 Cloneable 接口是类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。

在这里插入图片描述

1.4 实现

1.4.1 克隆的分类

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。

深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

1.4.2 代码

/*** 具体原型类： Realizetype*/
public class Realizetype implements Cloneable{// 无参构造函数，创建对象时运行里面的代码public Realizetype() {System.out.println("具体的原型对象创建完成");}@Overridepublic Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("具体原型复制成功");// Object类中提供了clone()方法来实现浅克隆，强转为Realizetypereturn (Realizetype) super.clone();}
}/*** 访问类: client*/
public class client{public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {// 创建一个原型类的对象Realizetype realizetype = new Realizetype();// 调用Realizetype类中的clone方法进行对象的克隆Realizetype clone = realizetype.clone();System.out.println("原型对象和克隆出来的对象是否为一个对象：" + (realizetype == clone));// false}
}

1.5 "三好学生"奖状案例

1.5.1 "三好学生"奖状类图

同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式复制多个“三好学生”奖状出来，然后在修改奖状上的名字即可。

在这里插入图片描述

1.5.2 代码

/*** 学生实体类: Student*/
public class Student {// 学生姓名private String name;public Student() {}public Student(String name) {this.name = name;}/*** 获取* @return name*/public String getName() {return name;}/*** 设置* @param name*/public void setName(String name) {this.name = name;}public String toString() {return "Student{name = " + name + "}";}
}/*** 具体原型类: Citation*/
public class Citation implements Cloneable {private Student stu;public Student getStudent(){return stu;}public void setStudent(Student stu){this.stu = stu;}@Overridepublic Citation clone() throws CloneNotSupportedException {return (Citation) super.clone();}public void show() {System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");}
}/*** 访问类: CitaionTest*/
public class CitaionTest {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {// 创建原型对象Citation citation = new Citation();// 创建张三学生对象Student stu = new Student();stu.setName("张三");citation.setStudent(stu);// 克隆奖状对象Citation citation1 = citation.clone();// 避免浅克隆的问题，重新声明一个对象Student stu1 = new Student();stu1.setName("李四");citation1.setStudent(stu1);// 调用show方法展示citation.show();citation1.show();}
}

1.6 深、浅克隆的区分

1.6.1 浅克隆

创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。stu对象和stu1对象是同一个对象，就会产生将stu1对象中name属性值改为“李四”，两个Citation（奖状）对象中显示的都是李四。这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的引用类型的属性进行引用的复制。

/*** 学生实体类: Student*/
public class Student {// 学生姓名private String name;public Student() {}public Student(String name) {this.name = name;}/*** 获取* @return name*/public String getName() {return name;}/*** 设置* @param name*/public void setName(String name) {this.name = name;}public String toString() {return "Student{name = " + name + "}";}
}/*** 具体原型类: Citation*/
public class Citation implements Cloneable {private Student stu;public Student getStudent(){return stu;}public void setStudent(Student stu){this.stu = stu;}@Overridepublic Citation clone() throws CloneNotSupportedException {return (Citation) super.clone();}public void show() {System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");}
}/*** 访问类: CitaionTest*/
public class CitaionTest {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {// 创建原型对象Citation citation = new Citation();// 创建张三学生对象Student stu = new Student();stu.setName("张三");citation.setStudent(stu);// 克隆奖状对象Citation citation1 = citation.clone();Student stu1 = citation1.getStudent();stu1.setName("李四");//3,调用show方法展示citation.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！citation1.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！}
}

1.6.2 深克隆

创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。深克隆需要使用对象流来实现。

注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。

/*** 学生实体类: Student*/
public class Student implements Serializable {// 学生姓名private String name;public Student() {}public Student(String name) {this.name = name;}/*** 获取* @return name*/public String getName() {return name;}/*** 设置* @param name*/public void setName(String name) {this.name = name;}public String toString() {return "Student{name = " + name + "}";}
}/*** 具体原型类: Citation*/
public class Citation implements Cloneable,Serializable {private Student stu;public Student getStudent(){return stu;}public void setStudent(Student stu){this.stu = stu;}@Overridepublic Citation clone() throws CloneNotSupportedException {return (Citation) super.clone();}public void show() {System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");}
}/*** 访问类: CitaionTest*/
public class CitaionTest {public static void main(String[] args) throws Exception {// 创建原型对象Citation citation = new Citation();// 创建张三学生对象Student stu = new Student();stu.setName("张三");citation.setStu(stu);// 创建对象输出流对象ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D://a.txt"));// 写对象oos.writeObject(citation);// 释放资源oos.close();// 创建对象输入流对象ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D://a.txt"));// 读取对象Citation citation1 = (Citation) ois.readObject();// 释放资源ois.close();Student stu1 = citation1.getStu();stu1.setName("李四");citation.show();citation1.show();}
}