1. プロトタイプモードの使い方

1.1 はじめに

作成済みのインスタンスをプロトタイプとして使用し、プロトタイプオブジェクトをコピーして、プロトタイプオブジェクトと同じオブジェクトを新規作成します。

1.2 構造

抽象プロトタイプクラス: 具体的なプロトタイプオブジェクトが実装する必要がある clone() メソッドを指定します。
具象プロトタイプクラス: コピー可能なオブジェクトである抽象プロトタイプクラスの clone() メソッドを実装します。
アクセスクラス: 具体的なプロトタイプクラスの clone() メソッドを使用して、新しいオブジェクトをコピーします。

1.3 プロトタイプパターンのクラス図

Java の Object クラスはclone()、シャロークローン作成を実装するメソッドを提供します。Cloneable インターフェイスはクラス図の抽象プロトタイプクラスであり、Cloneable インターフェイスを実装するサブ実装クラスは具象プロトタイプクラスです。

ここに画像の説明を挿入

1.4 実装

1.4.1 クローンの分類

プロトタイプモードのクローニングは、シャロークローニングとディープクローニングに分けられます。

浅いクローン: 新しいオブジェクトを作成します。新しいオブジェクトの属性は元のオブジェクトとまったく同じで、非基本型属性の場合は、元の属性が指すオブジェクトのメモリアドレスを指します。

ディープクローン: 新しいオブジェクトが作成されると、属性で参照されている他のオブジェクトもクローン化され、元のオブジェクトアドレスを指さなくなります。

1.4.2 コード

/**
 * 具体原型类： Realizetype
 */
public class Realizetype implements Cloneable{
    
    
    // 无参构造函数，创建对象时运行里面的代码
    public Realizetype() {
    
    
        System.out.println("具体的原型对象创建完成");
    }
    @Override
    public Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    
        System.out.println("具体原型复制成功");
        // Object类中提供了clone()方法来实现浅克隆，强转为Realizetype
        return (Realizetype) super.clone();
    }
}

/**
 * 访问类: client
 */
public class client{
    
    
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    
    
        // 创建一个原型类的对象
        Realizetype realizetype = new Realizetype();
        // 调用Realizetype类中的clone方法进行对象的克隆
        Realizetype clone = realizetype.clone();
        System.out.println("原型对象和克隆出来的对象是否为一个对象：" + (realizetype == clone));// false
    }
}

1.5 「三優」受賞事例

1.5.1 「優秀学生三名」賞のクラス図

同じ学校の「三優」の賞状は、受賞者の名前以外は同じです。プロトタイプモードを使用して複数の「三優」の賞状をコピーし、賞状の名前を変更することができます。

ここに画像の説明を挿入

1.5.2 コード

/**
 * 学生实体类: Student
 */
public class Student {
    
    
    // 学生姓名
    private String name;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
    
    
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }
    
    public String toString() {
    
    
        return "Student{name = " + name + "}";
    }
}

/**
 * 具体原型类: Citation
 */
public class Citation implements Cloneable {
    
    
    private Student stu;

    public Student getStudent(){
    
    
        return stu;
    }

    public void setStudent(Student stu){
    
    
        this.stu = stu;
    }

    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    
        return (Citation) super.clone();
    }

    public void show() {
    
    
        System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
    }
}

/**
 * 访问类: CitaionTest
 */
public class CitaionTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    
    
        // 创建原型对象
        Citation citation = new Citation();
        // 创建张三学生对象
        Student stu = new Student();
        stu.setName("张三");
        citation.setStudent(stu);

        // 克隆奖状对象
        Citation citation1 = citation.clone();
        // 避免浅克隆的问题，重新声明一个对象
        Student stu1 = new Student();
        stu1.setName("李四");
        citation1.setStudent(stu1);

        // 调用show方法展示
        citation.show();
        citation1.show();
    }
}

1.6 深いクローンと浅いクローンの区別

1.6.1 浅いクローン

新しいオブジェクトを作成します。新しいオブジェクトの属性は元のオブジェクトとまったく同じで、非基本型属性の場合は、元の属性が指すオブジェクトのメモリアドレスを指します。stu オブジェクトと stu1 オブジェクトは同じオブジェクトであるため、stu1 オブジェクトの name 属性の値は「Li Si」に変更され、2 つの Citation (証明書) オブジェクトには Li Si が表示されます。これは、具体的なプロトタイプクラス (Citation) の参照型の属性をコピーする、シャロークローン作成の効果です。

/**
 * 学生实体类: Student
 */
public class Student {
    
    
    // 学生姓名
    private String name;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
    
    
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }
    
    public String toString() {
    
    
        return "Student{name = " + name + "}";
    }
}

/**
 * 具体原型类: Citation
 */
public class Citation implements Cloneable {
    
    
    private Student stu;

    public Student getStudent(){
    
    
        return stu;
    }

    public void setStudent(Student stu){
    
    
        this.stu = stu;
    }

    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    
        return (Citation) super.clone();
    }

    public void show() {
    
    
        System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
    }
}

/**
 * 访问类: CitaionTest
 */
public class CitaionTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
    
    
        // 创建原型对象
        Citation citation = new Citation();
        // 创建张三学生对象
        Student stu = new Student();
        stu.setName("张三");
        citation.setStudent(stu);
        // 克隆奖状对象
        Citation citation1 = citation.clone();
        Student stu1 = citation1.getStudent();
        stu1.setName("李四");

        //3,调用show方法展示
        citation.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
        citation1.show();//李四同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！
    }
}

1.6.2 ディープクローン作成

新しいオブジェクトが作成されると、属性で参照されている他のオブジェクトも複製され、元のオブジェクトのアドレスを指さなくなります。ディープクローン作成は、オブジェクトストリームを使用して実装する必要があります。

注: Citation クラスと Student クラスは Serializable インターフェイスを実装する必要があります。実装しない場合は NotSerializableException がスローされます。

/**
 * 学生实体类: Student
 */
public class Student implements Serializable {
    
    
    // 学生姓名
    private String name;

    public Student() {
    
    
    }

    public Student(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
    
    
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }
    
    public String toString() {
    
    
        return "Student{name = " + name + "}";
    }
}

/**
 * 具体原型类: Citation
 */
public class Citation implements Cloneable,Serializable {
    
    
    private Student stu;

    public Student getStudent(){
    
    
        return stu;
    }

    public void setStudent(Student stu){
    
    
        this.stu = stu;
    }

    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
    
    
        return (Citation) super.clone();
    }

    public void show() {
    
    
        System.out.println(stu.getName() + "同学：在2023学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
    }
}

/**
 * 访问类: CitaionTest
 */
public class CitaionTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        // 创建原型对象
        Citation citation = new Citation();
        // 创建张三学生对象
        Student stu = new Student();
        stu.setName("张三");
        citation.setStu(stu);

        // 创建对象输出流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D://a.txt"));
        // 写对象
        oos.writeObject(citation);
        // 释放资源
        oos.close();

        // 创建对象输入流对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D://a.txt"));
        // 读取对象
        Citation citation1 = (Citation) ois.readObject();
        // 释放资源
        ois.close();
        Student stu1 = citation1.getStu();
        stu1.setName("李四");

        citation.show();
        citation1.show();
    }
}

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