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Android 设计模式 - 原形模式(深浅拷贝)

Android 设计模式 - 原形模式(深浅拷贝)

作者: Yink_Liu | 来源:发表于2018-08-22 16:19 被阅读6次

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    前言

    原形模式是一种创建型模式,原形模式多用于创建复杂对象或者构造耗时的实例。它的作用主要是"克隆",用户从原形对象复制出一个内部属性一样的对象。因为类的初始化需要耗费很多的资源,原形拷贝则可以更高效。

    原形模式

    由原形实例指定创建对象的种类,并通过拷贝这些原形创建新的对象

    原形模式举例

    
    import android.util.Log;
    
    import java.util.ArrayList;
    
    public class Person implements Cloneable{
    
        private String name;
        private int age;
        private ArrayList<String> books = new ArrayList<String>();
    
        public Person() {
    
        }
    
        @Override
        public Object clone() {
    
            Person person = null;
            try {
                person = (Person) super.clone();
                person.age = this.age;
                person.name = this.name;
                person.books = this.books;
                return  person;
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public ArrayList<String> getBooks() {
            return books;
        }
    
        public void addBook(String bookName) {
            books.add(bookName);
        }
    
        public void printPerson() {
            Log.d("prototype","age = " + age);
            Log.d("prototype","name = " + name);
            if (books.size() > 0 ) {
                for (String bookName:books) {
                    Log.d("prototype","book name = " + bookName);
                }
            }
    
        }
    }
    

    1、Person类继承implements Cloneable接口,Cloneable标示接口,表示这个对象可以被拷贝。
    2、clone方法是Object中的方法,如果实现clone方法没有继承Cloneable会抛出异常
    看看如何调用:

            Person xiaoMing =  new Person();
            xiaoMing.addBook("a");
            xiaoMing.addBook("b");
            xiaoMing.setAge(18);
            xiaoMing.setName("xiaoMing");
    
            Person xiaoHong = (Person) xiaoMing.clone();
            xiaoHong.setName("xiaoHong");
            xiaoHong.addBook("c");
            xiaoHong.printPerson();
            xiaoMing.printPerson();
    

    输出如下:

        age = 18
        name = xiaoHong
        book name = a
        book name = b
        book name = c
        age = 18
        name = xiaoMing
        book name = a
        book name = b
        book name = c
    

    1、对象xiaoHong由xiaoMing克隆生成。
    2、调用clone方法克隆一个对象时不会走其构造方法。

    浅拷贝、深拷贝

    我们可以看到private ArrayList<String> books输出都一样,说明xiaoHong和xiaoMing这两个实例对象的参数是相同的。他们指向同一个引用地址。这种拷贝就叫做浅拷贝。通常我们想在clone的时候不想印象原本的对象xiaoMing,因为我们不想改变xiaoHong的时候还会改变xiaoMing,这时候,我们就应该深拷贝。
    深拷贝应该这样:

    @Override
        public Object clone() {
    
            Person person = null;
            try {
                person = (Person) super.clone();
                person.age = this.age;
                person.name = this.name;
                person.books = (ArrayList<String>) this.books.clone();
                return  person;
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }
    

    我们再看下这个时候的输出

        age = 18
        name = xiaoHong
        book name = a
        book name = b
        book name = c
        age = 18
        name = xiaoMing
        book name = a
        book name = b
    

    这个时候books输出就正确了,这个时候我们思考这样一个问题,age和name为啥不会影响,而只有books是浅拷贝呢。
    其实这个更好理解了,因为int和String一个是整形一个是字符串,都是值类型而不是引用类型,因此他们不需要clone,在副本对象克隆好之后,直接返回给客户端对象即可。

    深拷贝的只读保护

    深拷贝还有一个用处就是只读。当我们想保护某一个实例不被随意更改的时候,通常我们把set方法设为私有。我们先看这样写

    public class Master {
        private static Master master;
    
        private Person mPerson;
    
        private Master() {}
    
        public static Master getMaster () {
            if (master == null) {
                master = new Master();
            }
            return master;
        }
    
       protected  void setPerson(Person person) {
            this.mPerson = person;
        }
    
        public Person getPerson() {
            return mPerson;
        }
    }
    

    1、我们创建了一个Master,Master是单例,拥有一个Person类,我们视为一个主人。
    2、设置这个主人的方法我们定义为protected,包安全,即在同一个包名下的类才可以修改。唯一修改主人的途径。
    在使用的时候发现没能真正的保护起来,当我想在其他包名下调用时确实不能调用

     Master master = Master.getMaster();
      //master.setPerson(xiaoMing);   不能调用会提示方法protected
    

    但是我们却可以这样来改

    Master master = Master.getMaster();
    master.getPerson().setName("jack");
    

    这样肯定不行的,因为我们的目的是只能通过包级私方法去设置修改,那么我们应该这样做

    public Person getPerson() {
            return (Person)mPerson.clone();
        }
    

    至此,我们返回的是clone的一个对象,你拿到这个对象无论怎么修改,都不会影响Master真正的主人

    总结

    最后,原形模式其实就是对象的拷贝,这跟C++/Object-C中的clone类似,容易出问题的也就在深浅拷贝上,使用原形模式可以解决复杂对象构建资源消耗的问题。也可以用来只读保护。注意其clone时不会走构造函数。

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