克隆羊问题：引出原型设计模式(Prototype模式)

2022-04-24 10:58:43

????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：

????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

????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：

????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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