克隆羊问题:引出原型设计模式(Prototype模式)

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我是一棵卷心菜 发表于 2022/01/17 17:58:18 2022/01/17
【摘要】 B站Java设计模式学习笔记

📕前言

昨天学习了工厂模式,今天给大家带来另一种Java设计模式:原型设计模式。这个模式较比于工厂模式,我用克隆羊的Java案例来进行讲解,就比较容易理解和使用,内容不多,希望大家喜欢💕

💨前提引用

假设有一只羊,叫做“多莉”(就是高中学的那个克隆羊多莉),年龄是3岁,颜色是白色。现在用编程实现对多莉的克隆:即克隆一只跟它一模一样的小羊(名字、年龄和颜色相同)

💨解决方式

一、🍂传统方式

🔥设计代码

先创建多莉这个小羊:

public class Sheep {
    private String name;
    private int age;
    private String color;
    public Sheep(String name, int age, String color) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.color = color;
    }
    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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Sheep [name=" + name + ", age=" + age + ", color=" + color + "]";
    }
}

创建类People当做生物学家,操作克隆的整个过程

public class People {
    public static void main(String[] args) {
        //原型小羊
        Sheep oldSheep = new Sheep("多莉", 3, "白色");
        //开始克隆
        Sheep newSheep = new Sheep(oldSheep.getName(), oldSheep.getAge(), oldSheep.getColor());
        System.out.println(oldSheep);
        System.out.println(newSheep);
    }
}

是如何操作的呢?由代码可以看出,当我们要克隆一个新的小羊的时候,我们在构造器中直接引用了原型小羊的getAge()getName()getColor()的方法,实现了全部的克隆。

运行结果:
在这里插入图片描述

🔥优缺点比较

优点:
优点是比较好理解,简单易操作

缺点:
在创建新的对象时,总是需要重新获取原始对象的属性,如果创建的对象比较复杂时,效率较低

总是需要重新初始化对象,而不是动态地获得对象运行时的状态, 不够灵活

二、🍂原型模式

🔥思路分析

那么,该如何避免传统方式的缺点呢?我们知道,Java中Object类是所有类的父类,Object类提供了一个clone()方法,该方法可以将一个Java对象复制一份,但是需要实现clone的Java类要实现一个接口Cloneable,该接口表示该类能够复制且具有复制的能力,由此来引出我们的原型模式。

🔥基本介绍

  • 原型模式(Prototype模式)是指:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型,创建新的对象
  • 原型模式是一种创建型设计模式,允许一个对象再创建另外一个可定制的对象, 无需知道如何创建的细节
  • 工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建 的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建,即 对象.clone()

🔥类图分析

在这里插入图片描述

🔥代码设计

让上面的Sheep类实现Cloneable接口后重写clone()方法,代码如下:

 @Override
    protected Object clone() {
        Sheep sheep = null;
        try {
            sheep = (Sheep) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return sheep;
    }

最后建一个Client类,用来测试:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Sheep oldSheep = new Sheep("多莉", 3, "白色");
        Sheep newSheep = (Sheep) oldSheep.clone();
        System.out.println(oldSheep);
        System.out.println(newSheep);
    }
}

运行结果:
在这里插入图片描述

💨方式比较

那么小伙伴们可能就要问了,这不跟方式一一样吗?没什么简便的地方啊,那么问题来了,假如那只多莉小羊来自于北京,我的克隆羊也必须来自于北京,用方式一的办法,是不是还需要从构造器中手动创建?如果要克隆一百只,一万只,一千万只小羊呢?用方式一是不是很麻烦!而用方式二,设定好需要克隆的小羊后,只需要使用clone()方法就可以一键克隆小羊了,再多的小羊,也不怕!

📕总结

创建新的对象比较复杂时,可以利用原型模式简化对象的创建过程,同时也能够提高效率

不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态

如果原始对象发生变化(增加或者减少属性),其它克隆对象的也会发生相应的变化,无需修改代码

在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码

缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法,这对全新的类来说不是很难,但对已有的类进行改造时,需要修改其源代码,违背了ocp原则,这点需要特别注意.

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