Java中如何实现Prototype原型模式

这篇文章主要介绍了Java中如何实现Prototype原型模式，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

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一、场景描述

创建型模式中，从工厂方法模式，抽象工厂模式，到建造者模式，再到原型模式，我的理解是，创建对象的方式逐步从编码实现转向内存对象处理。

例如，在“仪器数据采集器”的子类/对象“PDF文件数据采集器”和“Excel文件数据采集器”的创建过程中，

工厂模式下定义各子类，并由（抽象）工厂类Factory创建，因此各子类可在类定义中定义各自的属性；

建造者模式下，通过不同的创建者类Builder创建不同的子对象，此时不再定义子类；

而原型模式下，则完全由调用者基于父对象克隆创建子对象，不在针对子对象创建类或者其相关的工厂、建造者类。

三种模式对应于不同的场景，实际操作时，根据场景合理选择模式。

原型模式下，基于原型类对象，克隆创建新对象，因此为原型类对象赋予的属性值在新对象中可直接使用，免去了重复赋值；

例如仪器数据采集器的共同初始化工作可在原型类对象中完成，随后将其克隆出PDF文件数据采集器对象和Excel文件数据采集器对象，并为两对象属性做后续的扩展，免去了公共属性的初始化工作；

克隆操作在内存中完成，由于对象类型的属性值存储为引用，因此克隆分浅克隆和深克隆，通过Serializable接口实现深克隆。

二、示例代码

原型类：

package lims.designpatterndemo.prototypedemo;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class EquipmentDataCapture implements Cloneable, Serializable {
 private String filePath = "file path";
 private String equipmentData = "file content";

 //
 public String getFilePath() {
  return this.filePath;
 }

 public void setFilePath(String filePath) {
  this.filePath = filePath;
 }

 public String getEquipmentData() {
  return this.equipmentData;
 }

 public void setEquipmentData(String equipmentData) {
  this.equipmentData = equipmentData;
 }

 //
 private static final long serialVersionUID = 1L;
 private SerializableObject obj;

 //
 public SerializableObject getObj() {
  return obj;
 }

 public void setObj(SerializableObject obj) {
  this.obj = obj;
 }
 //
 public EquipmentDataCapture getEquipmentDataCapture() throws CloneNotSupportedException { 
  EquipmentDataCapture capture = (EquipmentDataCapture) super.clone(); 
  return capture; 
 } 
// public EquipmentDataCapture getPdfFileCapture() throws CloneNotSupportedException { 
//  EquipmentDataCapture capture = (EquipmentDataCapture) super.clone(); 
//  capture.setEquipmentData("pdf file content");
//  return capture; 
// } 
// public EquipmentDataCapture getExcelFileCapture() throws CloneNotSupportedException { 
//  EquipmentDataCapture capture = (EquipmentDataCapture) super.clone(); 
//  capture.setEquipmentData("excel file content");
//  return capture; 
// } 
 /* 深复制 */ 
 public EquipmentDataCapture newEquipmentDataCapture() throws IOException, ClassNotFoundException { 
 
  /* 写入当前对象的二进制流 */ 
  ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); 
  ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); 
  oos.writeObject(this); 
 
  /* 读出二进制流产生的新对象 */ 
  ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); 
  ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); 
  return (EquipmentDataCapture)ois.readObject(); 
 } 
}

class SerializableObject implements Serializable {
 private static final long serialVersionUID = 1L;
}

调用端：

package lims.designpatterndemo.prototypedemo;

public class PrototypeDemo {

 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
  EquipmentDataCapture edc = new EquipmentDataCapture();
  EquipmentDataCapture capture = null;
//  capture = edc.getPdfFileCapture();
//  capture = edc.getExcelFileCapture();
  capture = edc.getEquipmentDataCapture();
  capture.setEquipmentData("equipment data file content");
  String fileContent = capture.getEquipmentData();
  System.out.println(fileContent);
 }

}

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