設(shè)計(jì)模式 - 原型模式(4/23)

原型模式

原型模式的注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)

創(chuàng)建新的對(duì)象比較復(fù)雜時(shí)院喜，可以利用原型模式簡(jiǎn)化對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程烟央，同時(shí)也能提高效率

不用重新初始化對(duì)象岩臣，而是動(dòng)態(tài)的獲得對(duì)象運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)

如果原始對(duì)象發(fā)生變化（增加俯萎、減少屬性）设易，其他克隆對(duì)象也會(huì)響應(yīng)的變化闷板，無(wú)需修改代碼

缺點(diǎn)：需要為每個(gè)類配備一個(gè)克隆方法澎灸，對(duì)全新類來(lái)說(shuō)不難，但是對(duì)已有的類進(jìn)行改造時(shí)遮晚，需要修改源代碼性昭。違背了 OCP（開(kāi)閉原則）

一、不使用原型模式

在不使用原型模式時(shí)县遣，我們要實(shí)例化新的對(duì)象糜颠，需要不停的 new 才能得到新的對(duì)象

下面我們看一個(gè)案例

public class Sheep {
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    private List<String> data;

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        System.out.println("開(kāi)始實(shí)例化小羊....");
        long start = System.currentTimeMillis();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
        System.out.println("獲取小羊的科研數(shù)據(jù)");
        this.data = this.request();
        System.out.println("小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("小羊?qū)嵗晒Α? + "用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }

    private long random(int max, int min) {
        return (long) (Math.random() * (max - min) + min);
    }

    /**
     * 獲取克隆小羊基本數(shù)據(jù)
     */
    private List<String> request() {
        List<String> data = new ArrayList<>();
        data.add("眼睛: 深棕色");
        data.add("身高: 166");
        data.add("身體健康");
        try {
            Thread.sleep(random(5000, 1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

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

    public List<String> getData() {
        return data;
    }

    public void setData(List<String> data) {
        this.data = data;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 5;
        for (int i = 0; i < a; i++) {
            Sheep sheep = new Sheep("小羊", 18, "white");
            System.out.println(sheep.getName());
            System.out.println(sheep.toString());
            System.out.println("########################################");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("本次創(chuàng)建小羊汹族。" + a + "只，用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }
}

console

開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒ζ湫恕Ｓ脮r(shí): 2秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@4554617c
########################################
開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒Χヂ鳌Ｓ脮r(shí): 4秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@74a14482
########################################
開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒ΑＳ脮r(shí): 4秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@1540e19d
########################################
開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒υＳ脮r(shí): 1秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@677327b6
########################################
開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒α裥臁Ｓ脮r(shí): 3秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@14ae5a5
########################################
本次創(chuàng)建小羊。5只匀归，用時(shí): 16秒

Process finished with exit code 0

二坑资、使用原型模式（淺拷貝）

實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口

提供一個(gè) clone 方法

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
}

當(dāng)我們每次創(chuàng)建小羊都要去獲取小羊時(shí)，我們每次都需要去獲取小羊的基本信息穆端。這將會(huì)非常的耗時(shí)袱贮。我們一共創(chuàng)建了 5 只羊，耗時(shí)了16秒徙赢。下面我們使用克隆的方式來(lái)直接克隆小羊

/**
 * 小羊需要實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口
 * Cloneable 接口并沒(méi)有任何的方法
 * <p> public interface Cloneable {} </p>
 *  實(shí)現(xiàn)的目的僅僅是標(biāo)注 Sheep 類可以通過(guò) clone 來(lái)獲得新的小羊
 */
public class Sheep implements Cloneable{
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    private List<String> data;

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        System.out.println("開(kāi)始實(shí)例化小羊....");
        long start = System.currentTimeMillis();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
        System.out.println("獲取小羊的科研數(shù)據(jù)");
        this.data = this.request();
        System.out.println("小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("小羊?qū)嵗晒Α? + "用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }

    private long random(int max, int min) {
        return (long) (Math.random() * (max - min) + min);
    }

    /**
     * 獲取克隆小羊基本數(shù)據(jù)
     */
    private List<String> request() {
        List<String> data = new ArrayList<>();
        data.add("眼睛: 深棕色");
        data.add("身高: 166");
        data.add("身體健康");
        try {
            Thread.sleep(random(5000, 1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

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

    public List<String> getData() {
        return data;
    }

    public void setData(List<String> data) {
        this.data = data;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 5;
        Sheep sheep = new Sheep("小羊", 18, "white");
        for (int i = 0; i < a; i++) {
            Sheep clone = (Sheep) sheep.clone();
            System.out.println(clone.getName());
            System.out.println(clone.toString());
            System.out.println("########################################");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("本次克隆小羊字柠。" + a + "只，用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }
}

console

開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒拼汀Ｓ脮r(shí): 1秒
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@4554617c
########################################
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@74a14482
########################################
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@1540e19d
########################################
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@677327b6
########################################
小羊
org.example.prototype.example1.Sheep@14ae5a5
########################################
本次創(chuàng)建小羊窑业。5只，用時(shí): 1秒

Process finished with exit code 0

通過(guò) console 可以觀察到枕屉，我們通過(guò) clone 出的羊都是不同的羊常柄。他們都不需要重新去走構(gòu)造方法，他們也都有名字搀擂。

不過(guò)隨后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)西潘，我們的 clone 方法只能 clone 最基本的屬性，如果屬性變成了一個(gè)引用類型哨颂。那這個(gè)引用類型被修改的時(shí)候?qū)?huì)影響到其他的小羊喷市，這不是我們想要的

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 5;
        Sheep sheep = new Sheep("小羊", 18, "white");

        Sheep clone = (Sheep) sheep.clone();
        clone.setName("小羊羊");
        List<String> data = clone.getData();
        data.add("小羊羊擬人形態(tài)");
        data.add("膚白貌美大長(zhǎng)腿");
        System.out.println(clone.getName());
        System.out.println(String.join("，", clone.getData()));
        System.out.println("########################################");

        Sheep clone2 = (Sheep) sheep.clone();
        System.out.println(clone2.getName());
        System.out.println(String.join("威恼，", clone2.getData()));

        System.out.println("########################################");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("本次創(chuàng)建小羊品姓。" + a + "只，用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }
}

console

開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒锎搿Ｓ脮r(shí): 2秒
小羊羊
眼睛: 深棕色腹备，身高: 166，身體健康斤蔓，小羊羊擬人形態(tài)植酥，膚白貌美大長(zhǎng)腿
########################################
小羊
眼睛: 深棕色，身高: 166，身體健康友驮，小羊羊擬人形態(tài)漂羊，膚白貌美大長(zhǎng)腿
########################################
本次創(chuàng)建小羊。5只喊儡，用時(shí): 2秒

Process finished with exit code 0

我們更改了第一只小羊的名字拨与，它沒(méi)有影響到第二只小羊。但是我們更改它的引用對(duì)象數(shù)據(jù)的時(shí)艾猜。第二只小羊也被更改了买喧，這不是我們想要的

三、使用原型模式（深拷貝）

在這里匆赃，我們將要解決小羊的數(shù)據(jù)修改會(huì)影響其他小羊的問(wèn)題

/**
 * 通過(guò)序列化實(shí)現(xiàn)深度克隆小羊淤毛。深度克隆方法不止一種，但是我只用了這一種簡(jiǎn)潔的方式實(shí)現(xiàn)
 * 小羊需要實(shí)現(xiàn) Serializable, Cloneable 接口
 * Serializable, Cloneable 接口并沒(méi)有任何的方法
 * <p> public interface Serializable {} </p>
 * <p> public interface Cloneable {} </p>
 *  實(shí)現(xiàn)的目的僅僅是標(biāo)注 Sheep 類可以通過(guò) clone 來(lái)獲得新的小羊
 */
public class Sheep implements Serializable, Cloneable{
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String name;
    private int age;
    private String color;
    private List<String> data;

    public Sheep(String name, int age, String color) {
        System.out.println("開(kāi)始實(shí)例化小羊....");
        long start = System.currentTimeMillis();
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
        System.out.println("獲取小羊的科研數(shù)據(jù)");
        this.data = this.request();
        System.out.println("小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("小羊?qū)嵗晒Α? + "用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }

    private long random(int max, int min) {
        return (long) (Math.random() * (max - min) + min);
    }

    /**
     * 獲取克隆小羊基本數(shù)據(jù)
     */
    private List<String> request() {
        List<String> data = new ArrayList<>();
        data.add("眼睛: 深棕色");
        data.add("身高: 166");
        data.add("身體健康");
        try {
            Thread.sleep(random(5000, 1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

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

    public List<String> getData() {
        return data;
    }

    public void setData(List<String> data) {
        this.data = data;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    /**
     * 通過(guò)對(duì)象序列化實(shí)現(xiàn)深克隆
     */
    public Object deepClone() {

        /* 創(chuàng)建流對(duì)象*/
        ByteArrayOutputStream bos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        ByteArrayInputStream bis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try {
            // 序列化
            bos = new ByteArrayOutputStream();
            oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this); // 當(dāng)前對(duì)象一對(duì)象流的方式進(jìn)行輸出

            // 反序列化
            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);

            return ois.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (bos != null ) bos.close();
                if (oos != null ) oos.close();
                if (bis != null ) bis.close();
                if (ois != null ) ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        int a = 5;
        Sheep sheep = new Sheep("小羊", 18, "white");

        Sheep clone = (Sheep) sheep.deepClone();
        clone.setName("小羊羊");
        List<String> data = clone.getData();
        data.add("小羊羊擬人形態(tài)");
        data.add("膚白貌美大長(zhǎng)腿");
        System.out.println(clone.getName());
        System.out.println(String.join("算柳，", clone.getData()));
        System.out.println("########################################");

        Sheep clone2 = (Sheep) sheep.deepClone();
        System.out.println(clone2.getName());
        System.out.println(String.join("低淡，", clone2.getData()));

        System.out.println("########################################");
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("本次創(chuàng)建小羊。" + a + "只瞬项，用時(shí): " + ((end - start) / 1000) + "秒");
    }
}

console

開(kāi)始實(shí)例化小羊....
獲取小羊的科研數(shù)據(jù)
小羊的科研數(shù)據(jù)獲取成功
小羊?qū)嵗晒φ崽！Ｓ脮r(shí): 2秒
小羊羊
眼睛: 深棕色，身高: 166囱淋，身體健康猪杭，小羊羊擬人形態(tài)，膚白貌美大長(zhǎng)腿
########################################
小羊
眼睛: 深棕色妥衣，身高: 166皂吮，身體健康
########################################
本次創(chuàng)建小羊。5只税手，用時(shí): 3秒

Process finished with exit code 0

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萬(wàn)榮殺人案實(shí)錄
序言：老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤裆蒸，失蹤者是張志新（化名）和其女友劉穎，沒(méi)想到半個(gè)月后糖驴，有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體僚祷，經(jīng)...
沈念sama閱讀 44,355評(píng)論 1贊 303
?護(hù)林員之死
正文獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡，尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛以下內(nèi)容為張勛視角年9月15日...
茶點(diǎn)故事閱讀 36,666評(píng)論 2贊 327
?白月光啟示錄
正文我和宋清朗相戀三年贮缕，在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了辙谜。大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
茶點(diǎn)故事閱讀 38,809評(píng)論 1贊 341
活死人
序言：一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡感昼，死狀恐怖装哆，靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出，到底是詐尸還是另有隱情，我是刑警寧澤蜕琴，帶...
沈念sama閱讀 34,504評(píng)論 4贊 334
?日本核電站爆炸內(nèi)幕
正文年R本政府宣布萍桌，位于F島的核電站，受9級(jí)特大地震影響凌简，放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏上炎。R本人自食惡果不足惜，卻給世界環(huán)境...
茶點(diǎn)故事閱讀 40,150評(píng)論 3贊 317
男人毒藥：我在死后第九天來(lái)索命
文/蒙蒙一雏搂、第九天我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望藕施。院中可真熱鬧，春花似錦凸郑、人聲如沸铅碍。這莊子的主人今日做“春日...
開(kāi)封第一講書人閱讀 30,882評(píng)論 0贊 21
一樁弒父案线椰，背后竟有這般陰謀
文/蒼蘭香墨我抬頭看了看天上的太陽(yáng)胞谈。三九已至，卻和暖如春憨愉，著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間烦绳，已是汗流浹背。一陣腳步聲響...
開(kāi)封第一講書人閱讀 32,121評(píng)論 1贊 267
情欲美人皮
我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工配紫，沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留径密，地道東北人。一個(gè)月前我還...
沈念sama閱讀 46,628評(píng)論 2贊 362
代替公主和親
正文我出身青樓躺孝，卻偏偏與公主長(zhǎng)得像享扔，于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子植袍，可洞房花燭夜當(dāng)晚...
茶點(diǎn)故事閱讀 43,724評(píng)論 2贊 351

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