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创建型模式的主要关注点是：怎样创建对象？，它的主要特点是：将对象的创建与使用分离。
这样可以降低系统的耦合度，使用者不需要关注对象的创建细节。
创建型模式分为：
- 单例模式
- 工厂方法模式
- 抽象工程模式
- ==原型模式==
- 建造者模式
4.3 原型模式
4.3.1 概述
用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象。
4.3.2 结构
原型模式包含如下角色：
- 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的
clone()方法。 - 具体原型类：实现抽象原型类的
clone()方法，它是可被复制的对象。 - 访问类：使用具体原型类中的
clone()方法来复制新的对象。
接口类图如下：
4.3.3 实现
原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
浅克隆类似 “快捷方式”，深克隆才是真正的 “复制文件”。
Java 中的 Object 类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。
Java 中的 Cloneable 接口是上面类图中的抽象原型类，而实现了 Cloneable 接口的子实现类就是具体的原型类。
Realizetype：具体的原型类
public class Realizetype implements Cloneable {
public Realizetype() {
System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
}
@Override
protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("具体原型复制成功！");
return (Realizetype) super.clone();
}
}PrototypeTest：测试访问类
public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Realizetype r1 = new Realizetype(); // 原型对象
Realizetype r2 = r1.clone(); // 克隆出来的对象
System.out.println("对象r1和r2是同一个对象？" + (r1 == r2));
}
}运行结果：clone 原型对象的时候，不会调用构造方法，因为该对象不是通过 new 创建的
具体的原型对象创建完成！
具体原型复制成功！
对象r1和r2是同一个对象？false4.3.4 案例
【例】使用原型模式生成 “三好学生” 奖状。
同一学校的 “三好学生” 奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式复制多个“三好学生”奖状出来，然后修改奖状上的名字即可。
类图如下：
代码如下：
/**
* 奖状类
*/
@Data
public class Citation implements Cloneable {
private String name; // 奖状上的名字
public void show() {
System.out.println(name + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}/**
* 测出访问类
*/
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
c1.setName("张三");
// 复制奖状
Citation c2 = c1.clone();
c2.setName("李四"); // 将奖状的名字改为李四
c1.show();
c2.show();
}
}4.3.5 使用场景
以下两种情况，可以使用原型模式快捷的创建对象：
- 对象的创建非常复杂。
- 性能和安全要求比较高。
4.3.6 扩展 - 深克隆
引用对象的浅克隆
将上面的 “三好学生” 奖状的案例中 Citation 类的 name 属性修改为 Student 类型的属性。
/**
* 学生类
*/
@Data
public class Student {
private String name;
public Student(String name) {
this.name = name;
}
}/**
* 奖状类
*/
@Data
public class Citation implements Cloneable {
private Student stu; // 这是个引用对象
void show() {
System.out.println(stu.getName() + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 原型对象
Citation c1 = new Citation();
Student stu1 = new Student("张三");
c1.setStu(stu1);
// 复制奖状并修改名字
Citation c2 = c1.deepClone();
Student stu2 = c2.getStu();
stu2.setName("李四");
// 判断stu1对象和stu2对象是否是同一个对象
System.out.println("st1和stu2是否同一个对象？" + (stu1 == stu2));
c1.show();
c2.show();
}
}运行结果：stu1 和 stu2 是同一个对象
st1和stu2是否同一个对象？true
李四同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
李四同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！stu1 和 stu2 是同一个对象，就会产生将 stu1 中 name 属性值改为 “李四”，两个 Citation 对象中显示的都是李四。
这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的引用类型的属性进行引用的复制。
这种情况需要使用深克隆，而进行深克隆需要使用对象流。
实现 1：文件流 + 对象流
学生类（Student）同上，但是要实现 Serializable 接口。
奖状类（Citation）实现 Serializable 接口，定义一个 deepClone 方法，通过文件输出流流和对象流实现深克隆。
// 1 所有对象都实现序列化的接口
// 2 自定义一个深度克隆方法deepClone, 通过文件流和对象流的方式实现对象的深度拷贝
public Citation deepClone() throws Exception {
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));) {
oos.writeObject(this);
Citation citation = (Citation) ois.readObject();
return citation;
}
}实现 2：字节数组流 + 对象流
学生类（Student）同上，实现 Serializable 接口。
奖状类（Citation）实现 Serializable 接口，定义一个 deepClone 方法，通过字节数组流和对象流实现深克隆。
// 1 所有对象都实现序列化的接口
// 2 自定义一个深度克隆方法deepClone, 通过字节数组流和对象流的方式实现对象的深度拷贝
public Citation deepClone2() throws Exception {
try (ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos)) {
oos.writeObject(this);
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Citation) ois.readObject();
}
}测试
以上两种方法都可以实现深克隆：
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 原型对象
Citation c1 = new Citation();
Student stu1 = new Student("张三");
c1.setStu(stu1);
// 复制奖状并修改名字
Citation c2 = c1.deepClone();
Student stu2 = c2.getStu();
stu2.setName("李四");
// 判断stu1对象和stu2对象是否是同一个对象
System.out.println("st1和stu2是否同一个对象？" + (stu1 == stu2));
c1.show();
c2.show();
}
}运行结果：
st1和stu2是否同一个对象？false
张三同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
李四同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
