原型模式

《大話設計模式》閱讀筆記和總結。原書是C#編寫的，本人用Java實作了一遍，包括每種設計模式的UML圖實作和示例代碼實作。

目錄：

設計模式 Github位址： DesignPattern

說明

定義：原型模式（Prototype），用原型執行個體指定建立對象的種類，并且通過拷貝這些原型建立新的對象。

UML圖：

原型模式UML圖.png

代碼實作：

原型類

我們這裡使用java api中Cloneable接口

具體原型類

class ConcretePrototype1 implements Cloneable{

    private String id;
    public ConcretePrototype1(String id){
        this.id = id;
    }

    public String getId(){
        return id;
    }

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

用戶端代碼

public class PrototypePattern {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        ConcretePrototype1 p1 = new ConcretePrototype1("I");
        ConcretePrototype1 c1 = (ConcretePrototype1) p1.clone();
        System.out.println("Cloned():"+c1.getId());
    }
}
           

運作結果

Cloned():I
           

示例

例子：用程式模拟寫履歷，要求有一個履歷類，必要有姓名，可以設定性别和年齡，可以設定工作經曆，最終需要三份履歷。

原型模式示例UML圖.png

工作經曆類

public class WorkExperence implements Serializable {
    private String workDate;
    private String company;

    public String getWorkDate() {
        return workDate;
    }

    public void setWorkDate(String workDate) {
        this.workDate = workDate;
    }

    public String getCompany() {
        return company;
    }

    public void setCompany(String company) {
        this.company = company;
    }
}
           

履歷類

public class Resume implements Cloneable,Serializable{
    private String name;
    private String sex;
    private int age;

    private WorkExperence workExperence;

    public Resume(){
        workExperence = new WorkExperence();
    }

    public void display() {
        System.out.println(this.getName() + " " + this.getSex() + " "
                + this.getAge() + "\n工作經曆： "
                + this.getWorkExperence().getWorkDate() + " "
                + this.getWorkExperence().getCompany());
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public WorkExperence getWorkExperence() {
        return workExperence;
    }

    public void setWorkExperence(String workDate,String company) {
        workExperence.setCompany(company);
        workExperence.setWorkDate(workDate);
    }
}
           

用戶端調用

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {
        copy();
    }

    public static void copy() throws CloneNotSupportedException {
        Resume resumeA = new Resume();
        resumeA.setName("大鳥");
        resumeA.setAge(25);
        resumeA.setSex("男");
        resumeA.setWorkExperence("2015-2016","A公司");

        Resume resumeB = (Resume) resumeA.clone();
        resumeB.setWorkExperence("2016-2017","B公司");

        Resume resumeC = (Resume) resumeA.clone();
        resumeC.setWorkExperence("2017-2018","C公司");

        resumeA.display();
        resumeB.display();
        resumeC.display();
    }
}
           

大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
           

我們發現，設定的工作經曆并沒有正确的顯示。原因是：如果複制的字段是值類型的，則對該字段執行逐位複制，如果字段是引用類型，則複制引用但不複制引用的對象，是以原始對象及其複本引用同一對象。

深拷貝實作

原型模式示例深拷貝UML圖.png

履歷類增加deepClone()方法

public class Resume implements Cloneable,Serializable{
    // ……
    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 将對象寫入流内
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);

        // 從流内讀出對象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
        return ois.readObject();
    }
}
           

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {
        copy();
        
        System.out.println("==============");

        deepCopy();
    }

    public static void copy() throws CloneNotSupportedException {
        Resume resumeA = new Resume();
        resumeA.setName("大鳥");
        resumeA.setAge(25);
        resumeA.setSex("男");
        resumeA.setWorkExperence("2015-2016","A公司");

        Resume resumeB = (Resume) resumeA.clone();
        resumeB.setWorkExperence("2016-2017","B公司");

        Resume resumeC = (Resume) resumeA.clone();
        resumeC.setWorkExperence("2017-2018","C公司");

        resumeA.display();
        resumeB.display();
        resumeC.display();
    }

    public static void deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException {
        Resume resumeA = new Resume();
        resumeA.setName("大鳥");
        resumeA.setAge(25);
        resumeA.setSex("男");
        resumeA.setWorkExperence("2015-2016","A公司");

        Resume resumeB = (Resume) resumeA.deepClone();
        resumeB.setWorkExperence("2016-2017","B公司");

        Resume resumeC = (Resume) resumeA.deepClone();
        resumeC.setWorkExperence("2017-2018","C公司");

        resumeA.display();
        resumeB.display();
        resumeC.display();
    }
}
           

運作結果：

大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司
==============
大鳥 男 25
工作經曆： 2015-2016 A公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2016-2017 B公司
大鳥 男 25
工作經曆： 2017-2018 C公司