Java 设计模式：原型Prototype

原型模式Prototype

　　原型模式也是一种对象创建的模式，主要作用是通过拷贝已有对象来生成新对象。它的好处是在实例化对象时不用每一次都使用新建，这样如果在新建对象比较耗时的情况下可以提高程序的运行效率。

　　原型模式中的拷贝分为浅拷贝和深拷贝

　　浅拷贝： 对对象中的值类型进行拷贝，对引用类型不拷贝还是指向相同的引用；

　　深拷贝： 对对象中的值类型进行拷贝，对引用类型也拷贝；

示例:

　　现有简历类，类的属性有姓名、年龄和工作经验，工作经验为引用类型包括公司名称和工作时间

　　浅拷贝代码如下：

　　工作经验类  WorkExperience

class WorkExperience
{
	private String companyName;
	private int years;
	public WorkExperience (String cname , int years )
	{
		this.companyName = cname ;
		this.years = years;
	}
	public String getCompanyName()
	{
		return companyName;
	}
	public void setCompanyName(String companyName)
	{
		this.companyName = companyName;
	}
	public int getYears()
	{
		return years;
	}
	public void setYears(int years)
	{
		this.years = years;
	}

}

　　简历类  Resume

class Resume implements Cloneable
{
	private WorkExperience workExperience ;

	private String name ;

	private int age ;

	public Resume(WorkExperience workExperience, String name, int age)
	{
		super();
		this.workExperience = workExperience;
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public WorkExperience getWorkExperience()
	{
		return workExperience;
	}

	public void setWorkExperience(WorkExperience workExperience)
	{
		this.workExperience = workExperience;
	}

	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 Object clone()
	{
		try
		{
			return super.clone();  //直接调用父类的clone方法
		}
		catch (CloneNotSupportedException e)
		{
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			return null ;
		}
	}

}

　　 运行测试1：创建两个工作经验类we1和we2，创建简历类r1 并通过拷贝创建简历类r2.通过set方法修改简历r2的姓名、年龄和工作经验

public class ProtoType
{
	public static void main (String args[])
	{
		WorkExperience we1 = new WorkExperience("公司A", 2);
		WorkExperience we2 = new WorkExperience("公司B", 3);

		Resume r1 = new Resume(we1, "小张", 24);

		Resume r2= (Resume)r1.clone() ;

		r2.setName("小李");
		r2.setAge(30);
		r2.setWorkExperience(we2);

		System.out.println(r1.getName()+r1.getAge()+"岁,工作经验"+r1.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r1.getWorkExperience().getYears()+"年");
		System.out.println(r2.getName()+r2.getAge()+"岁,工作经验"+r2.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r2.getWorkExperience().getYears()+"年");

	}
}

　　　　运行结果如下

小张24岁,工作经验公司A,2年
小李30岁,工作经验公司B,3年

　　简历类r2 通过set方法修改属性值后未影响r1.

　　运行测试2：创建一个工作经验类we，创建简历类r1并通过克隆创建简历类r2 。r2通过set方法修改属性值name、age，并通过getWorkExperience()获取工作经验类后修改工作经验。代码如下

public class ProtoType
{
	public static void main (String args[])
	{
		WorkExperience we = new WorkExperience("公司A", 2);

		Resume r1 = new Resume(we, "小张", 24);

		Resume r2= (Resume)r1.clone() ;

		r2.setName("小李");
		r2.setAge(30);
		r2.getWorkExperience().setCompanyName("公司B");
		r2.getWorkExperience().setYears(3);

		System.out.println(r1.getName()+r1.getAge()+"岁,工作经验"+r1.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r1.getWorkExperience().getYears()+"年");
		System.out.println(r2.getName()+r2.getAge()+"岁,工作经验"+r2.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r2.getWorkExperience().getYears()+"年");

	}
}

　　运行结果

小张24岁,工作经验公司B,3年
小李30岁,工作经验公司B,3年

　　简历r2修改工作经验后简历r1中的工作经验也同样被修改了。这是由于浅拷贝中关于引用的拷贝是只拷贝了应用地址，r1和r2中指向了相同的we引用。

深拷贝：

　　深拷贝会拷贝所有的属性,并拷贝属性指向的动态分配的内存。

　　工作经验类同样实现 Cloneable 接口

class WorkExperience implements Cloneable
{
	private String companyName;
	private int years;
	public WorkExperience (String cname , int years )
	{
		this.companyName = cname ;
		this.years = years;
	}
	public String getCompanyName()
	{
		return companyName;
	}
	public void setCompanyName(String companyName)
	{
		this.companyName = companyName;
	}
	public int getYears()
	{
		return years;
	}
	public void setYears(int years)
	{
		this.years = years;
	}

	public Object clone()
	{
		try
		{
			return super.clone();  //直接调用父类的clone方法
		}
		catch (CloneNotSupportedException e)
		{
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			return null ;
		}
	}

}

　　简历类：简历类中的修改是通过拷贝设置工作经验

class Resume implements Cloneable
{
	private WorkExperience workExperience ;

	private String name ;

	private int age ;

	public Resume(WorkExperience workExperience, String name, int age)
	{
		super();
		this.workExperience = workExperience;
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public WorkExperience getWorkExperience()
	{
		return workExperience;
	}

	public void setWorkExperience(WorkExperience workExperience)
	{
		this.workExperience = workExperience;
	}

	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 Object clone()
	{
		Resume r = null;
		try
		{
			r= (Resume)super.clone();
			r.setWorkExperience((WorkExperience)workExperience.clone()); //通过拷贝设置工作经验
			return r;
		}
		catch (CloneNotSupportedException e)
		{
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
			return null ;
		}
	}

}

　　　运行测试：

　　同运行测试2中的代码相同

public class ProtoType
{
	public static void main (String args[])
	{
		WorkExperience we = new WorkExperience("公司A", 2);

		Resume r1 = new Resume(we, "小张", 24);

		Resume r2= (Resume)r1.clone() ;

		r2.setName("小李");
		r2.setAge(30);
		r2.getWorkExperience().setCompanyName("公司B");
		r2.getWorkExperience().setYears(3);

		System.out.println(r1.getName()+r1.getAge()+"岁,工作经验"+r1.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r1.getWorkExperience().getYears()+"年");
		System.out.println(r2.getName()+r2.getAge()+"岁,工作经验"+r2.getWorkExperience().getCompanyName()+","+r2.getWorkExperience().getYears()+"年");

	}
}

　　运行结果

小张24岁,工作经验公司A,2年
小李30岁,工作经验公司B,3年

　　r2修改工作经验后没有影响r1.

总结：

　　原型模式主要用到的技术就是克隆，这样如果是在创建对象比较费时是可以提高程序的效率；

　　深拷贝相对于浅拷贝来说要花费更多的内存开销，具体使用那种拷贝方式可以视情况而定；

　　深拷贝和浅拷贝可以结合使用（延迟拷贝）这样既可以提高效率也可以进行深拷贝。