Java设计模式 —— 【创建型模式】原型模式（浅拷贝、深拷贝）详解

news2024/12/27 9:56:17

文章目录

  • 前言
  • 原型模式
  • 一、浅拷贝
      • 1、案例
      • 2、引用数据类型
  • 二、深拷贝
      • 1、重写clone()方法
      • 2、序列化
  • 总结

前言

先看一下传统的对象克隆方式：

原型类：

public class Student {
    private String name;

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{'name' = " + name + "}, " + 
        		"hashCode = " + this.hashCode();
    }
}

克隆：

@Test
public void test(){
    //原型对象
    Student student = new Student("张三");

    //克隆对象
    Student student1 = new Student(student.getName());
    Student student2 = new Student(student.getName());
    Student student3 = new Student(student.getName());

    System.out.println("原型对象: " + student);
    System.out.println("克隆对象1: " + student1);
    System.out.println("克隆对象2: " + student2);
    System.out.println("克隆对象3: " + student3);
}

在这里插入图片描述

  1. 优点是比较好理解，简单易操作；
  2. 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；
  3. 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。

原型模式

  1. 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；
  2. 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；
  3. 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()。

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。

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。

在这里插入图片描述
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，新对象的属性和原来对象完全相同，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。

一、浅拷贝

1、案例

对于上文中的克隆方法加以改进：

原型类：

public class Student implements Cloneable {
    private String name;

    public Student(String name) {
        System.out.println("原型对象创建成功！！！");
        this.name = name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{'name' = " + name + "}, " + 
        		"hashCode = " + this.hashCode();
    }

    //实现对象克隆
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("克隆成功！！！");
        return super.clone();
    }
}

测试：

@Test
public void test1() throws CloneNotSupportedException {
    Student newStudent = new Student("张三");
    Student cloneStudent = (Student) newStudent.clone();

    System.out.println("原型对象: " + newStudent);
    System.out.println("克隆对象: " + cloneStudent);
}

在这里插入图片描述

2、引用数据类型

  • 上述案例中我们可以看出克隆是克隆成功了，并且没有走构造方法，所克隆出的对象地址和原对象地址不一样，是新的对象；

  • 对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象；

  • 但是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,并没有new 一个新的对象，而是进行引用传递指向原有的引用；

  • 在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。

我们添加原型类的成员变量：

School:

public class School {
    private String name;

    public School(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

Student:

public class Student implements Cloneable {
    private String name;
    private School school;

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }

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

    public School getSchool() {
        return school;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{'name' = " + name + ", 'school' = " + school.getName() + "}, " +
                "Student.hashCode = " + this.hashCode() + ", " +
                "name.hashCode" + name.hashCode() + ", " +
                "School.hashCode = " + school.hashCode();
    }

    //实现对象克隆
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

测试：

@Test
public void test2() throws CloneNotSupportedException {
    Student newStudent = new Student("张三", new School("清华"));
    Student cloneStudent = (Student) newStudent.clone();

    System.out.println("原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("克隆对象：" + cloneStudent);

    System.out.println("=====================修改克隆对象信息========================");
    cloneStudent.setName("李四");
    cloneStudent.getSchool().setName("北大");
    System.out.println("修改后的原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("修改后的克隆对象：" + cloneStudent);
}

在这里插入图片描述
上述案例可以看出：

  • 克隆确实产生新的对象，但是引用数据类型只是进行了引用传递；
  • 以至于我们修改了cloneStudent的学校，newStudent也随之修改了；
  • 那为什么String也是引用数据类型，cloneStudent的那么由“张三”改为“李四”，而newStudent没有呢，那是因为String不可变，传入新的，当然指向新的地址了。

二、深拷贝

  1. 复制对象的所有基本数据类型的成员变量值

  2. 为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象进行拷贝

  3. 深拷贝实现方式有两种
    - 重写clone方法来实现深拷贝

    - 通过对象序列化实现深拷贝(推荐)

1、重写clone()方法

  • 重写clone方法主要是在原有的克隆的基础上，将引用数据类型再进行嵌套克隆；

  • 每个被引用的类也要实现Cloneable接口，重写clone()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，违背开闭原则。

School：

public class School implements Cloneable{
    private String name;

    public School(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

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

Student：

public class Student implements Cloneable {
    private String name;
    private School school;

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }

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

    public School getSchool() {
        return school;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{'name' = " + name + ", 'school' = " + school.getName() + "}, " +
                "Student.hashCode = " + this.hashCode() + ", " +
                "name.hashCode" + name.hashCode() + ", " +
                "School.hashCode = " + school.hashCode();
    }

    //实现对象克隆
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //克隆基本数据类型以及String
        Student student = (Student) super.clone();
        //引用数据类型再进行克隆
        student.school = (School) student.getSchool().clone();
        return student;
    }
}

测试：

@Test
public void test3() throws CloneNotSupportedException {
    Student newStudent = new Student("张三", new School("清华"));
    Student cloneStudent = (Student) newStudent.clone();

    System.out.println("原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("克隆对象：" + cloneStudent);

    System.out.println("=====================修改克隆对象信息========================");
    cloneStudent.setName("李四");
    cloneStudent.getSchool().setName("北大");
    System.out.println("修改后的原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("修改后的克隆对象：" + cloneStudent);
}

在这里插入图片描述

2、序列化

涉及到的所有类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。

School：

public class School implements Serializable{
    private String name;

    public School(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

Student：

public class Student implements Serializable {
    private String name;
    private School school;

    public Student(String name, School school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
    }

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

    public School getSchool() {
        return school;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{'name' = " + name + ", 'school' = " + school.getName() + "}, " +
                "Student.hashCode = " + this.hashCode() + ", " +
                "name.hashCode" + name.hashCode() + ", " +
                "School.hashCode = " + school.hashCode();
    }

    public Student deepClone() {
        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);

            //反序列化
            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Student) ois.readObject();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } 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();
            }
        }
    }
}

测试：

@Test
public void test4() throws CloneNotSupportedException {
    Student newStudent = new Student("张三", new School("清华"));
    Student cloneStudent = newStudent.deepClone();

    System.out.println("原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("克隆对象：" + cloneStudent);

    System.out.println("=====================修改克隆对象信息========================");
    cloneStudent.setName("李四");
    cloneStudent.getSchool().setName("北大");
    System.out.println("修改后的原型对象：" + newStudent);
    System.out.println("修改后的克隆对象：" + cloneStudent);
}

在这里插入图片描述

总结

原型模式的注意事项和细节：

  1. 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；
  2. 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态；
  3. 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；
  4. 需要注意浅拷贝的成员变量数据类型是引用数据类型（对象）的时候；
  5. 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码建议使用序列化方式；

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/2251505.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

go使用mysql实现增删改查操作

go使用mysql实现增删改查操作

1、安装MySQL驱动 go get -u github.com/go-sql-driver/mysql2、go连接MySQL import ("database/sql""log"_ "github.com/go-sql-driver/mysql" // 导入 mysql 驱动 )type Users struct {ID intName stringEmail string }var db *sql.DBfu…
阅读更多...
vulnhub靶场【哈利波特】三部曲之Fawkes

vulnhub靶场【哈利波特】三部曲之Fawkes

前言 这次的靶机与前面不同，这里涉及到缓冲区溢出等 这个靶机也让我知道薄弱点了，缓冲溢出这方面之前接触少，所以刚拿到这个靶机打开后，人蒙了，在网上查阅好多资料，也只是浅学一下，这里主要也是…
阅读更多...
mac下安装Ollama + Open WebUI + Llama3.1

mac下安装Ollama + Open WebUI + Llama3.1

本文介绍mac下安装Ollama Open WebUI Llama3.1 8b具体步骤。 目录 推荐配置Ollama Open WebUI Llama3.1简介安装Ollama安装Open WebUI 推荐配置 m1以上芯片，16g内存，20g以上硬盘空间 Ollama Open WebUI Llama3.1简介 Ollama: 下载，管理…
阅读更多...
Android 图形系统之四：Choreographer

Android 图形系统之四：Choreographer

Choreographer 是 Android 系统中负责帧同步的核心组件，它协调输入事件、动画和绘制任务，以确保界面以固定频率（通常是每 16ms，一帧）流畅渲染。通过管理 VSYNC 信号和调度任务，Choreographer 是实现流畅 UI…
阅读更多...
如何构建一个可扩展、全球可访问的 GenAI 架构？

如何构建一个可扩展、全球可访问的 GenAI 架构？

你有没有尝试过使用人工智能生成图像？ 如果你尝试过，你就会知道，一张好的图像的关键在于一个详细具体的提示。 我不擅长这种详细的视觉提示，所以我依赖大型语言模型来生成详细的提示，然后使用这些提示来生成出色的图像…
阅读更多...
ceph手动部署

ceph手动部署

ceph手动部署 一、 节点规划 主机名IP地址角色ceph01.example.com172.18.0.10/24mon、mgr、osd、mds、rgwceph02.example.com172.18.0.20/24mon、mgr、osd、mds、rgwceph03.example.com172.18.0.30/24mon、mgr、osd、mds、rgw 操作系统版本： Rocky Linux release …
阅读更多...
【iOS】多线程基础

【iOS】多线程基础

【iOS】多线程基础 文章目录 【iOS】多线程基础前言进程与线程进程进程的状态进程的一个控制结构进程的上下文切换 线程为什么要用线程什么是线程线程和进程的关系线程的上下文切换 线程和进程的优缺点 小结 前言 笔者由于对于GCD不是很了解，导致了项目中网络请求哪…
阅读更多...
ArraList和LinkedList区别

ArraList和LinkedList区别

文章目录 一、结构不同二、访问速度三、插入和删除操作的不同1、决定效率有两个因素：数据量和位置。2、普遍说法是“LinkedList添加删除快”，这里是有前提条件的 四、内存占用情况五、使用场景六、总结 一、结构不同 LinkedList：它基于双向链…
阅读更多...
芯片测试-RF中的S参数，return loss, VSWR，反射系数，插入损耗，隔离度等

芯片测试-RF中的S参数，return loss, VSWR，反射系数，插入损耗，隔离度等

RF中的S参数，return loss, VSWR，反射系数，插入损耗，隔离度 💢S参数💢💢S11与return loss，VSWR，反射系数💢💢S21，插入损耗和增益&#…
阅读更多...
arkTS：持久化储存UI状态的基本用法（PersistentStorage）

arkTS：持久化储存UI状态的基本用法（PersistentStorage）

arkUI：持久化储存UI状态的基本用法（PersistentStorage） 1 主要内容说明2 例子2.1 持久化储存UI状态的基本用法（PersistentStorage）2.1.1 源码1的相关说明2.1.1.1 数据存储2.1.1.2 数据读取2.1.1.3 动态更新2.1.1.4 显示…
阅读更多...
《Django 5 By Example》阅读笔记：p455-p492

《Django 5 By Example》阅读笔记：p455-p492

《Django 5 By Example》学习第 16 天，p455-p492 总结，总计 38 页。 一、技术总结 1.myshop (1)打折功能 使用折扣码实现，但是折扣码是手动生成的，感觉实际业务中应该不是这样的。 (2)推荐功能 使用 Redis 做缓存&#xff0…
阅读更多...
深入浅出：开发者如何快速上手Web3生态系统

深入浅出：开发者如何快速上手Web3生态系统

Web3作为互联网的未来发展方向，正在逐步改变传统互联网架构，推动去中心化技术的发展。对于开发者而言，Web3代表着一个充满机遇与挑战的新领域，学习和掌握Web3的基本技术和工具，将为未来的项目开发提供强大的支持。那么…
阅读更多...
otter 高可用策略

otter 高可用策略

关于otter高可用在设计之初，提供了这样几个基本的需求： 1.网络不可靠，异地机房尤为明显. 2.manager/node的jvm不可靠，需要考虑异常crash情况 3.node的jvm不可靠，需要考虑异常crash的情况 4.数据库不可靠，需…
阅读更多...
C底层 函数栈帧

C底层 函数栈帧

文章目录 一，什么是寄存器 二，栈和帧 前言 我们在学习c语言程序的时候，是不是有很多的疑问，如 1，为什么形参不可以改变实参 2，为什么我们编写程序的时候会出现烫烫烫......这个乱码 3，那些局…
阅读更多...
力扣1382：将二叉搜索树便平衡

力扣1382：将二叉搜索树便平衡

给你一棵二叉搜索树，请你返回一棵 平衡后 的二叉搜索树，新生成的树应该与原来的树有着相同的节点值。如果有多种构造方法，请你返回任意一种。 如果一棵二叉搜索树中，每个节点的两棵子树高度差不超过 1 ，我们就称这棵二…
阅读更多...
亚马逊自研大语言模型 Olympus 即将亮相，或将在 LLM 竞赛中掀起新波澜

亚马逊自研大语言模型 Olympus 即将亮相，或将在 LLM 竞赛中掀起新波澜

每周跟踪AI热点新闻动向和震撼发展 想要探索生成式人工智能的前沿进展吗？订阅我们的简报，深入解析最新的技术突破、实际应用案例和未来的趋势。与全球数同行一同，从行业内部的深度分析和实用指南中受益。不要错过这个机会，成为AI领…
阅读更多...
指针与引用错题汇总

指针与引用错题汇总

int *p[3]; // 定义一个包含 3 个指向 int 的指针的数组int a 10, b 20, c 30; p[0] &a; // p[0] 指向 a p[1] &b; // p[1] 指向 b p[2] &c; // p[2] 指向 c // 访问指针所指向的值 printf("%d %d %d\n", *p[0], *p[1], *p[2]); // 输出: 10 20 30…
阅读更多...
vscode ctrl+/注释不了css

vscode ctrl+/注释不了css

方式一.全部禁用插件排查问题. 方式二.打开首选项的json文件,注释掉setting.json,排查是哪一行配置有问题. 我的最终问题:需要将 "*.vue": "vue",改成"*.vue": "html", "files.associations": { // "*.vue": &qu…
阅读更多...
医疗知识图谱的问答系统详解

医疗知识图谱的问答系统详解

一、项目介绍 该项目的数据来自垂直类医疗网站寻医问药，使用爬虫脚本data_spider.py，以结构化数据为主，构建了以疾病为中心的医疗知识图谱，实体规模4.4万，实体关系规模30万。schema的设计根据所采集的结构化数据生成&…
阅读更多...
上传镜像docker hub登不上和docker desktop的etx4.vhdx占用空间很大等解决办法

上传镜像docker hub登不上和docker desktop的etx4.vhdx占用空间很大等解决办法

平时使用docker一般都在Linux服务器上，但这次需要将镜像上传到docker hub上，但是服务器上一直无法登录本人的账号，（这里的问题应该docker 网络配置中没有开代理的问题，因服务器上有其他用户使用，不可能直接…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023