Android 原形模式(深淺拷貝)

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前言

原形模式是一種創建型模式，原形模式多用於創建複雜對象或者構造耗時的實例。它的作用主要是"克隆"，用戶從原形對象複製出一個內部屬性一樣的對象。因爲類的初始化需要耗費很多的資源，原形拷貝則可以更高效。

原形模式

由原形實例指定創建對象的種類，並通過拷貝這些原形創建新的對象

原形模式舉例

import android.util.Log;

import java.util.ArrayList;

public class Person implements Cloneable{

    private String name;
    private int age;
    private ArrayList<String> books = new ArrayList<String>();

    public Person() {

    }

    @Override
    public Object clone() {

        Person person = null;
        try {
            person = (Person) super.clone();
            person.age = this.age;
            person.name = this.name;
            person.books = this.books;
            return  person;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public ArrayList<String> getBooks() {
        return books;
    }

    public void addBook(String bookName) {
        books.add(bookName);
    }

    public void printPerson() {
        Log.d("prototype","age = " + age);
        Log.d("prototype","name = " + name);
        if (books.size() > 0 ) {
            for (String bookName:books) {
                Log.d("prototype","book name = " + bookName);
            }
        }

    }
}

1、Person類繼承implements Cloneable接口，Cloneable標示接口，表示這個對象可以被拷貝。
2、clone方法是Object中的方法，如果實現clone方法沒有繼承Cloneable會拋出異常
看看如何調用：

        Person xiaoMing =  new Person();
        xiaoMing.addBook("a");
        xiaoMing.addBook("b");
        xiaoMing.setAge(18);
        xiaoMing.setName("xiaoMing");

        Person xiaoHong = (Person) xiaoMing.clone();
        xiaoHong.setName("xiaoHong");
        xiaoHong.addBook("c");
        xiaoHong.printPerson();
        xiaoMing.printPerson();

輸出如下：

    age = 18
    name = xiaoHong
    book name = a
    book name = b
    book name = c
    age = 18
    name = xiaoMing
    book name = a
    book name = b
    book name = c

1、對象xiaoHong由xiaoMing克隆生成。
2、調用clone方法克隆一個對象時不會走其構造方法。

淺拷貝、深拷貝

我們可以看到private ArrayList<String> books輸出都一樣，說明xiaoHong和xiaoMing這兩個實例對象的參數是相同的。他們指向同一個引用地址。這種拷貝就叫做淺拷貝。通常我們想在clone的時候不想印象原本的對象xiaoMing，因爲我們不想改變xiaoHong的時候還會改變xiaoMing，這時候，我們就應該深拷貝。
深拷貝應該這樣：

@Override
    public Object clone() {

        Person person = null;
        try {
            person = (Person) super.clone();
            person.age = this.age;
            person.name = this.name;
            person.books = (ArrayList<String>) this.books.clone();
            return  person;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

我們再看下這個時候的輸出

    age = 18
    name = xiaoHong
    book name = a
    book name = b
    book name = c
    age = 18
    name = xiaoMing
    book name = a
    book name = b

這個時候books輸出就正確了，這個時候我們思考這樣一個問題，age和name爲啥不會影響，而只有books是淺拷貝呢。
其實這個更好理解了，因爲int和String一個是整形一個是字符串，都是值類型而不是引用類型，因此他們不需要clone，在副本對象克隆好之後，直接返回給客戶端對象即可。

深拷貝的只讀保護

深拷貝還有一個用處就是隻讀。當我們想保護某一個實例不被隨意更改的時候，通常我們把set方法設爲私有。我們先看這樣寫

public class Master {
    private static Master master;

    private Person mPerson;

    private Master() {}

    public static Master getMaster () {
        if (master == null) {
            master = new Master();
        }
        return master;
    }

   protected  void setPerson(Person person) {
        this.mPerson = person;
    }

    public Person getPerson() {
        return mPerson;
    }
}

1、我們創建了一個Master，Master是單例，擁有一個Person類，我們視爲一個主人。
2、設置這個主人的方法我們定義爲protected,包安全，即在同一個包名下的類纔可以修改。唯一修改主人的途徑。
在使用的時候發現沒能真正的保護起來，當我想在其他包名下調用時確實不能調用

 Master master = Master.getMaster();
  //master.setPerson(xiaoMing);   不能調用會提示方法protected

但是我們卻可以這樣來改

Master master = Master.getMaster();
master.getPerson().setName("jack");

這樣肯定不行的，因爲我們的目的是隻能通過包級私方法去設置修改，那麼我們應該這樣做

public Person getPerson() {
        return (Person)mPerson.clone();
    }

至此，我們返回的是clone的一個對象，你拿到這個對象無論怎麼修改，都不會影響Master真正的主人

總結

最後，原形模式其實就是對象的拷貝，這跟C++/Object-C中的clone類似，容易出問題的也就在深淺拷貝上，使用原形模式可以解決複雜對象構建資源消耗的問題。也可以用來只讀保護。注意其clone時不會走構造函數。