原型模式

《大话设计模式》阅读笔记和总结。原书是C#编写的，本人用Java实现了一遍，包括每种设计模式的UML图实现和示例代码实现。
目录：设计模式
Github地址：DesignPattern

说明

定义：原型模式（Prototype），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。

UML图：

原型模式UML图.png

代码实现：

原型类

我们这里使用java api中Cloneable接口

具体原型类

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();
    }
}

客户端代码

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());
    }
}

运行结果

Cloned():I

示例

例子：用程序模拟写简历，要求有一个简历类，必要有姓名，可以设置性别和年龄，可以设置工作经历，最终需要三份简历。

UML图：

原型模式示例UML图.png

代码实现：

工作经历类

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;
    }
}

简历类

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工作经历： "
                + 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);
    }
}

客户端调用

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("大鸟");
        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();
    }
}

运行结果

大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司
大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司
大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司

我们发现，设置的工作经历并没有正确的显示。原因是：如果复制的字段是值类型的，则对该字段执行逐位复制，如果字段是引用类型，则复制引用但不复制引用的对象，因此原始对象及其复本引用同一对象。

深拷贝实现

UML图：

原型模式示例深拷贝UML图.png

代码实现：

简历类增加deepClone()方法

public class Resume implements Cloneable,Serializable{
    // ……
    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 将对象写入流内
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);

        // 从流内读出对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
        return ois.readObject();
    }
}

客户端代码

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("大鸟");
        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("大鸟");
        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();
    }
}

运行结果：

大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司
大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司
大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司
==============
大鸟 男 25
工作经历： 2015-2016 A公司
大鸟 男 25
工作经历： 2016-2017 B公司
大鸟 男 25
工作经历： 2017-2018 C公司