本篇内容介绍了“Java设计模式中的原型模式怎么实现”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
原型模式
在Java中,原型模式是一种创建型设计模式,它允许通过复制一个现有对象来创建一个新对象,而不是通过创建新的对象来初始化一个对象,原型模式是一种基于克隆的设计模式,通过复制现有对象的数据来创建新的对象.
原型模式需要实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法,在重谢clone()方法时,需要调用super.clone()方法来创建一个新的对象,并复制原始对象中的所有属性.默认情况下,Java中的Object类提供的clone()方法会执行浅拷贝,如果原始对象中包含引用类型的成员变量,则需要进行深拷贝操作,以确保新对象中所有成员变量都是独立的.
深拷贝与浅拷贝
浅拷贝(Shallow Copy)会创建一个新的对象,该对象具有与原始对象相同的属性值.但是,如果原始对象包含对其他对象的引用,则新对象也将包含对相同对象的引用.换句话说,新对象仅仅是原始对象的一个副本,而不是独立的对象.
深拷贝(Deep Copy)则是创建一个新的对象,该对象具有与原始对象相同的属性值,但是它会递归的复制对象图中所有的对象,而不是只复制引用.换句话说,深拷贝会创建一个完全独立的新对象,该对象与原始对象没有任何关联.
区别:
对于基本数据类型,浅拷贝和深拷贝没有区别,因为基本数据类型在内存中储存为值.但是对于引用类型,浅拷贝和深拷贝会有不同的行为.浅拷贝只复制对象本身以及其中的基本数据类型成员,而不会复制引用类型成员.因此,如果原始对象中包含引用类型成员,浅拷贝得到的对象中的引用类型成员与原始对象中的相同,即两者指向同一块内存地址.而深拷贝则会递归的复制所有的引用类型成员,因此得到的对象中的引用类型成员与原始对象中的不同,即两者指向不同的内存地址.
浅拷贝速度相对较快,因为它只复制了对象本身以及其中的基本数据类型成员.而深拷贝速度相对较慢,因为它需要递归的复制所有引用类型成员.
应用场景:
浅拷贝通常用于快速创建对象副本,且原始对象中不包含引用类型成员的情况下,可以使用浅拷贝.比如,当需要多个对象共享某些状态时,可以使用浅拷贝来快速创建副本
深拷贝通常用于创建完全独立的对象,且原始对象中包含引用类型成员的情况下,可以使用深拷贝
浅拷贝示例代码
@Data public class Person implements Cloneable{ private String name; private int age; private Address address; public Person(String name, int age, Address address) { this.name = name; this.age = age; this.address = address; } @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } } @Data public class Address { private String city; private String street; public Address(String city, String street) { this.city = city; this.street = street; } }
测试浅拷贝
package com.fanqiechaodan.prototype.copy.shollow; import com.alibaba.fastjson.JSON; /** * @Classname Demo * @Description 浅拷贝 */ public class Demo { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Person person1 = new Person("张三", 18, new Address("上海", "南京路")); Person person2 = (Person) person1.clone(); System.out.println(JSON.toJSONString(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person2)); System.out.println("浅拷贝后:"); person1.getAddress().setCity("南京"); System.out.println(JSON.toJSONString(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person2)); } }
深拷贝示例代码
@Data public class Person implements Serializable { private String name; private int age; private Address address; public Person(String name, int age, Address address) { this.name = name; this.age = age; this.address = address; } @Override protected Object clone() { try { ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return ois.readObject(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } return null; } } @Data public class Address implements Serializable { private String city; private String street; public Address(String city, String street) { this.city = city; this.street = street; } }
测试深拷贝
package com.fanqiechaodan.prototype.copy.deep; import com.alibaba.fastjson.JSON; import org.springframework.util.SerializationUtils; import java.io.IOException; /** * @Classname Demo * @Description 深拷贝 */ public class Demo { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { Person person1 = new Person("张三", 18, new Address("上海", "南京路")); // 重写clone完成深拷贝 Person person2 = (Person) person1.clone(); // 使用工具类完成深拷贝 Person person3 = (Person) SerializationUtils.deserialize(SerializationUtils.serialize(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person2)); System.out.println(JSON.toJSONString(person3)); System.out.println("深拷贝后:"); person1.getAddress().setCity("南京"); System.out.println(JSON.toJSONString(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person2)); System.out.println(JSON.toJSONString(person3)); } }
原型模式代码
原型类代码
@Data public class Person implements Cloneable{ private String name; private int age; private Address address; public Person(String name, int age, Address address) { this.name = name; this.age = age; this.address = address; } @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } } @Data public class Address { private String city; private String street; public Address(String city, String street) { this.city = city; this.street = street; } }
测试
package com.fanqiechaodan.prototype; import com.alibaba.fastjson.JSON; /** * @Classname Demo * @Description */ public class Demo { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Person person1 = new Person("张三", 18, new Address("北京", "青年路")); Person person2 = (Person) person1.clone(); System.out.println(JSON.toJSONString(person1)); System.out.println(JSON.toJSONString(person2)); } }
需要注意的是,在使用Cloneable接口实现原型模式时,需要注意以下几点:
要使用克隆方法,必须确保该对象实现了Cloneable接口.否则,在调用clone方法时会抛出CloneNotSupportedException异常
调用clone方法返回的是一个浅拷贝对象,如果对象包含了引用类型的成员变量,那么这些成员变量依然会被多个对象共享.
在实现clone方法时,需要注意对成员变量的处理,特别是对引用类型的成员变量的处理.如果需要实现深拷贝,可以通过重写clone方法来实现.