设计模式-创建型模式之原型模式

定义

原型模式(Prototype Pattern)：原型模式是一种对象创建型模式，用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。原型模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无须知道任何创建的细节。

相关的角色
Prototype：抽象原型类
ConcretePrototype：具体原型类
Client：客户类

解决问题

解决某些结构复杂的对象的创建工作。

UML类图

prototype.png

例子

在Java实现原型模式的方法，一般是继承Cloneable接口。

浅拷贝
对于值类型的成员变量，对值进行复制，对于引用类型的成员变量，只复制引用，不复制引用的对象。

public class MonkeyKingPrototype implements Cloneable {
    private String name;
    private Color color;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Color getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(Color color) {
        this.color = color;
    }

    public MonkeyKingPrototype(String name, Color color) {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }

    @Override
    public Object clone() {
        MonkeyKingPrototype monkeyKingPrototype = null;
        try {
            monkeyKingPrototype = (MonkeyKingPrototype) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return monkeyKingPrototype;
    }
}

调用

    MonkeyKingPrototype monkeyKingPrototype = new MonkeyKingPrototype("monekyOne", new Color("red"));

    MonkeyKingPrototype monkeyKingPrototypeClone = (MonkeyKingPrototype) monkeyKingPrototype.clone();
    System.out.println(monkeyKingPrototypeClone.getName() + "," + monkeyKingPrototypeClone.getColor().getColor());
    monkeyKingPrototypeClone.getColor().setColor("green");

    System.out.println(monkeyKingPrototype.getName() + "," + monkeyKingPrototype.getColor().getColor());

深拷贝
深拷贝分两种

• 通过对子引用对象创建
• 通过利用串行化来做深复制

通过对子引用对象创建

  public Object deepClone() {
        MonkeyKingPrototype monkeyKingPrototype = null;
        try {
            monkeyKingPrototype = (MonkeyKingPrototype) super.clone();
            monkeyKingPrototype.eye = new Eye(this.getEye().getColor());
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return monkeyKingPrototype;
    }

通过利用串行化来做深复制
把对象写到流里的过程是串行化(Serilization)过程;把对象从流中读出来是并行化(Deserialization)过程. 写在流里的是对象的一个拷贝,然后再从流里读出来重建对象.需要实现

 Serializable

通过对象流的形式拷贝

 public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        objectOutputStream.writeObject(this);

        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
        return objectInputStream.readObject();
    }

优缺点

优点：

• 原型模式向客户隐藏了创建新实例的复杂性;

• 原型模式允许动态增加或较少产品类;

• 原型模式简化了实例的创建结构，工厂方法模式需要有一个与产品类等级结构相同的等级结构，而原型模式不需要这样;

• 产品类不需要事先确定产品的等级结构，因为原型模式适用于任何的等级结构。

缺点：

• 每个类必须配备一个克隆方法；
• 配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。

延伸