原型模式
1.原型模式介绍
原型模式主要解决的问题就是创建重复对象,而这部分对象
内容本身比较复杂,生成过程可能从库或者RPC接口中获取数据的耗时较长,因此采用克隆的方式节省时间。
其实这种场景经常出现在我们的身边,只不过很少用到自己的开发中,就像;
- 你经常
Ctrl+C
、Ctrl+V
,复制粘贴代码。 - Java多数类中提供的API方法;
Object clone()
。 - 细胞的有丝分裂。
2.案例场景模拟
每个人都经历过考试,从纸制版到上机答题,大大小小也有几百场。而以前坐在教室里答题身边的人都是一套试卷,考试的时候还能偷摸或者别人给发信息抄一抄答案。
但从一部分可以上机考试的内容开始,在保证大家的公平性一样的题目下,开始出现试题混排更有做的好的答案选项也混排。这样大大的增加了抄的成本,也更好的做到了考试的公平性。
但如果这个公平性的考试需求交给你来完成,你会怎么做?
因为需要实现一个上机考试抽题的服务,因此在这里建造一个题库题目的场景类信息,用于创建;选择题
、问答题
。
2.1 场景简述
选择题
public class ChoiceQuestion {
private String name; // 题目
private Map<String, String> option; // 选项;A、B、C、D
private String key; // 答案;B
public ChoiceQuestion() {
}
public ChoiceQuestion(String name, Map<String, String> option, String key) {
this.name = name;
this.option = option;
this.key = key;
}
// ...get/set
}
public class ChoiceQuestion {
private String name; // 题目
private Map<String, String> option; // 选项;A、B、C、D
private String key; // 答案;B
public ChoiceQuestion() {
}
public ChoiceQuestion(String name, Map<String, String> option, String key) {
this.name = name;
this.option = option;
this.key = key;
}
// ...get/set
}
问答题
public class AnswerQuestion {
private String name; // 问题
private String key; // 答案
public AnswerQuestion() {
}
public AnswerQuestion(String name, String key) {
this.name = name;
this.key = key;
}
// ...get/set
}
public class AnswerQuestion {
private String name; // 问题
private String key; // 答案
public AnswerQuestion() {
}
public AnswerQuestion(String name, String key) {
this.name = name;
this.key = key;
}
// ...get/set
}
3.用一坨坨代码实现
在以下的例子中我们会按照每一个用户创建试卷的题目,并返回给调用方。
一把梭实现需求
public class QuestionBankController {
public String createPaper(String candidate, String number) {
List<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>();
List<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>();
Map<String, String> map01 = new HashMap<String, String>();
map01.put("A", "JAVA2 EE");
map01.put("B", "JAVA2 Card");
map01.put("C", "JAVA2 ME");
map01.put("D", "JAVA2 HE");
map01.put("E", "JAVA2 SE");
Map<String, String> map02 = new HashMap<String, String>();
map02.put("A", "JAVA程序的main方法必须写在类里面");
map02.put("B", "JAVA程序中可以有多个main方法");
map02.put("C", "JAVA程序中类名必须与文件名一样");
map02.put("D", "JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来");
Map<String, String> map03 = new HashMap<String, String>();
map03.put("A", "变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;");
map03.put("B", "变量不能以数字作为开头;");
map03.put("C", "A和a在java中是同一个变量;");
map03.put("D", "不同类型的变量,可以起相同的名字;");
Map<String, String> map04 = new HashMap<String, String>();
map04.put("A", "STRING");
map04.put("B", "x3x;");
map04.put("C", "void");
map04.put("D", "de$f");
Map<String, String> map05 = new HashMap<String, String>();
map05.put("A", "31");
map05.put("B", "0");
map05.put("C", "1");
map05.put("D", "2");
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符", map04, "C"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了"));
// 输出结果
StringBuilder detail = new StringBuilder("考生:" + candidate + "\r\n" +
"考号:" + number + "\r\n" +
"--------------------------------------------\r\n" +
"一、选择题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();
for (String key : option.keySet()) {
detail.append(key).append(":").append(option.get(key)).append("\r\n");
;
}
detail.append("答案:").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
detail.append("答案:").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
return detail.toString();
}
}
public class QuestionBankController {
public String createPaper(String candidate, String number) {
List<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>();
List<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>();
Map<String, String> map01 = new HashMap<String, String>();
map01.put("A", "JAVA2 EE");
map01.put("B", "JAVA2 Card");
map01.put("C", "JAVA2 ME");
map01.put("D", "JAVA2 HE");
map01.put("E", "JAVA2 SE");
Map<String, String> map02 = new HashMap<String, String>();
map02.put("A", "JAVA程序的main方法必须写在类里面");
map02.put("B", "JAVA程序中可以有多个main方法");
map02.put("C", "JAVA程序中类名必须与文件名一样");
map02.put("D", "JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来");
Map<String, String> map03 = new HashMap<String, String>();
map03.put("A", "变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;");
map03.put("B", "变量不能以数字作为开头;");
map03.put("C", "A和a在java中是同一个变量;");
map03.put("D", "不同类型的变量,可以起相同的名字;");
Map<String, String> map04 = new HashMap<String, String>();
map04.put("A", "STRING");
map04.put("B", "x3x;");
map04.put("C", "void");
map04.put("D", "de$f");
Map<String, String> map05 = new HashMap<String, String>();
map05.put("A", "31");
map05.put("B", "0");
map05.put("C", "1");
map05.put("D", "2");
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符", map04, "C"));
choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床"));
answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了"));
// 输出结果
StringBuilder detail = new StringBuilder("考生:" + candidate + "\r\n" +
"考号:" + number + "\r\n" +
"--------------------------------------------\r\n" +
"一、选择题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();
for (String key : option.keySet()) {
detail.append(key).append(":").append(option.get(key)).append("\r\n");
;
}
detail.append("答案:").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
detail.append("答案:").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
return detail.toString();
}
}
- 以上的代码主要就三部分内容;首先创建选择题和问答题到集合中、定义详情字符串包装结果、返回结果内容。
测试验证
编写测试类
@Test
public void test_QuestionBankController() {
QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();
System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));
}
@Test
public void test_QuestionBankController() {
QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();
System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));
}
结果
考生:花花
考号:1000001921032
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:豆豆
考号:1000001921051
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:大宝
考号:1000001921987
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
Process finished with exit code 0
考生:花花
考号:1000001921032
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:豆豆
考号:1000001921051
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:大宝
考号:1000001921987
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 HE
E:JAVA2 SE
答案:D
第2题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法必须写在类里面
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
答案:A
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:变量不能以数字作为开头;
C:A和a在java中是同一个变量;
D:不同类型的变量,可以起相同的名字;
答案:B
第4题:以下()不是合法的标识符
A:STRING
B:x3x;
C:void
D:de$f
答案:C
第5题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:1
D:2
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
Process finished with exit code 0
- 以上呢就是三位考试的试卷;
花花
、豆豆
、大宝
,每个人的试卷内容是一样的这没问题,但是三个人的题目以及选项顺序都是一样,就没有达到我们说希望的乱序要求。
4.原型模式重构代码
原型模式主要解决的问题就是创建大量重复的类,而我们模拟的场景就需要给不同的用户都创建相同的试卷,但这些试卷的题目不便于每次都从库中获取,甚至有时候需要从远程的RPC中获取。这样都是非常耗时的,而且随着创建对象的增多将严重影响效率。
在原型模式中所需要的非常重要的手段就是克隆,在需要用到克隆的类中都需要实现 implements Cloneable
接口。
原型模式模型结构
代码实现
题目选项乱序操作工具包
/**
* 乱序Map元素,记录对应答案key
* @param option 题目
* @param key 答案
* @return Topic 乱序后 {A=c., B=d., C=a., D=b.}
*/
static public Topic random(Map<String, String> option, String key) {
Set<String> keySet = option.keySet();
ArrayList<String> keyList = new ArrayList<String>(keySet);
Collections.shuffle(keyList);
HashMap<String, String> optionNew = new HashMap<String, String>();
int idx = 0;
String keyNew = "";
for (String next : keySet) {
String randomKey = keyList.get(idx++);
if (key.equals(next)) {
keyNew = randomKey;
}
optionNew.put(randomKey, option.get(next));
}
return new Topic(optionNew, keyNew);
}
/**
* 乱序Map元素,记录对应答案key
* @param option 题目
* @param key 答案
* @return Topic 乱序后 {A=c., B=d., C=a., D=b.}
*/
static public Topic random(Map<String, String> option, String key) {
Set<String> keySet = option.keySet();
ArrayList<String> keyList = new ArrayList<String>(keySet);
Collections.shuffle(keyList);
HashMap<String, String> optionNew = new HashMap<String, String>();
int idx = 0;
String keyNew = "";
for (String next : keySet) {
String randomKey = keyList.get(idx++);
if (key.equals(next)) {
keyNew = randomKey;
}
optionNew.put(randomKey, option.get(next));
}
return new Topic(optionNew, keyNew);
}
- 这个这个工具类的操作就是将原有Map中的选型乱序操作,
也就是A的选项内容给B
,B的可能给C
,同时记录正确答案在处理后的位置信息。
克隆对象处理类
public class QuestionBank implements Cloneable {
private String candidate; // 考生
private String number; // 考号
private ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>();
private ArrayList<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>();
public QuestionBank append(ChoiceQuestion choiceQuestion) {
choiceQuestionList.add(choiceQuestion);
return this;
}
public QuestionBank append(AnswerQuestion answerQuestion) {
answerQuestionList.add(answerQuestion);
return this;
}
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
QuestionBank questionBank = (QuestionBank) super.clone();
questionBank.choiceQuestionList = (ArrayList<ChoiceQuestion>) choiceQuestionList.clone();
questionBank.answerQuestionList = (ArrayList<AnswerQuestion>) answerQuestionList.clone();
// 题目乱序
Collections.shuffle(questionBank.choiceQuestionList);
Collections.shuffle(questionBank.answerQuestionList);
// 答案乱序
ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = questionBank.choiceQuestionList;
for (ChoiceQuestion question : choiceQuestionList) {
Topic random = TopicRandomUtil.random(question.getOption(), question.getKey());
question.setOption(random.getOption());
question.setKey(random.getKey());
}
return questionBank;
}
public void setCandidate(String candidate) {
this.candidate = candidate;
}
public void setNumber(String number) {
this.number = number;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder detail = new StringBuilder("考生:" + candidate + "\r\n" +
"考号:" + number + "\r\n" +
"--------------------------------------------\r\n" +
"一、选择题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();
for (String key : option.keySet()) {
detail.append(key).append(":").append(option.get(key)).append("\r\n");;
}
detail.append("答案:").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
detail.append("答案:").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
return detail.toString();
}
}
public class QuestionBank implements Cloneable {
private String candidate; // 考生
private String number; // 考号
private ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>();
private ArrayList<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>();
public QuestionBank append(ChoiceQuestion choiceQuestion) {
choiceQuestionList.add(choiceQuestion);
return this;
}
public QuestionBank append(AnswerQuestion answerQuestion) {
answerQuestionList.add(answerQuestion);
return this;
}
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
QuestionBank questionBank = (QuestionBank) super.clone();
questionBank.choiceQuestionList = (ArrayList<ChoiceQuestion>) choiceQuestionList.clone();
questionBank.answerQuestionList = (ArrayList<AnswerQuestion>) answerQuestionList.clone();
// 题目乱序
Collections.shuffle(questionBank.choiceQuestionList);
Collections.shuffle(questionBank.answerQuestionList);
// 答案乱序
ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = questionBank.choiceQuestionList;
for (ChoiceQuestion question : choiceQuestionList) {
Topic random = TopicRandomUtil.random(question.getOption(), question.getKey());
question.setOption(random.getOption());
question.setKey(random.getKey());
}
return questionBank;
}
public void setCandidate(String candidate) {
this.candidate = candidate;
}
public void setNumber(String number) {
this.number = number;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder detail = new StringBuilder("考生:" + candidate + "\r\n" +
"考号:" + number + "\r\n" +
"--------------------------------------------\r\n" +
"一、选择题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();
for (String key : option.keySet()) {
detail.append(key).append(":").append(option.get(key)).append("\r\n");;
}
detail.append("答案:").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");
for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {
detail.append("第").append(idx + 1).append("题:").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");
detail.append("答案:").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");
}
return detail.toString();
}
}
这里的主要操作内容有三个,分别是;
- 两个
append()
,对各项题目的添加,有点像我们在建造者模式中使用的方式,添加装修物料。 clone()
,这里的核心操作就是对对象的复制,这里的复制不只是包括了本身,同时对两个集合也做了复制。只有这样的拷贝才能确保在操作克隆对象的时候不影响原对象。- 乱序操作,在
list
集合中有一个方法,Collections.shuffle
,可以将原有集合的顺序打乱,输出一个新的顺序。在这里我们使用此方法对题目进行乱序操作。
初始化试卷数据
public class QuestionBankController {
private QuestionBank questionBank = new QuestionBank();
public QuestionBankController() {
Map<String, String> map01 = new HashMap<String, String>();
map01.put("A", "JAVA2 EE");
map01.put("B", "JAVA2 Card");
map01.put("C", "JAVA2 ME");
map01.put("D", "JAVA2 HE");
map01.put("E", "JAVA2 SE");
Map<String, String> map02 = new HashMap<String, String>();
map02.put("A", "JAVA程序的main方法必须写在类里面");
map02.put("B", "JAVA程序中可以有多个main方法");
map02.put("C", "JAVA程序中类名必须与文件名一样");
map02.put("D", "JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来");
Map<String, String> map03 = new HashMap<String, String>();
map03.put("A", "变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;");
map03.put("B", "变量不能以数字作为开头;");
map03.put("C", "A和a在java中是同一个变量;");
map03.put("D", "不同类型的变量,可以起相同的名字;");
Map<String, String> map04 = new HashMap<String, String>();
map04.put("A", "STRING");
map04.put("B", "x3x;");
map04.put("C", "void");
map04.put("D", "de$f");
Map<String, String> map05 = new HashMap<String, String>();
map05.put("A", "31");
map05.put("B", "0");
map05.put("C", "1");
map05.put("D", "2");
questionBank.append(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D"))
.append(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A"))
.append(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B"))
.append(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符",map04, "C"))
.append(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D"))
.append(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿"))
.append(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼"))
.append(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床"))
.append(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了"));
}
public String createPaper(String candidate, String number) throws CloneNotSupportedException {
QuestionBank questionBankClone = (QuestionBank) questionBank.clone();
questionBankClone.setCandidate(candidate);
questionBankClone.setNumber(number);
return questionBankClone.toString();
}
}
public class QuestionBankController {
private QuestionBank questionBank = new QuestionBank();
public QuestionBankController() {
Map<String, String> map01 = new HashMap<String, String>();
map01.put("A", "JAVA2 EE");
map01.put("B", "JAVA2 Card");
map01.put("C", "JAVA2 ME");
map01.put("D", "JAVA2 HE");
map01.put("E", "JAVA2 SE");
Map<String, String> map02 = new HashMap<String, String>();
map02.put("A", "JAVA程序的main方法必须写在类里面");
map02.put("B", "JAVA程序中可以有多个main方法");
map02.put("C", "JAVA程序中类名必须与文件名一样");
map02.put("D", "JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来");
Map<String, String> map03 = new HashMap<String, String>();
map03.put("A", "变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;");
map03.put("B", "变量不能以数字作为开头;");
map03.put("C", "A和a在java中是同一个变量;");
map03.put("D", "不同类型的变量,可以起相同的名字;");
Map<String, String> map04 = new HashMap<String, String>();
map04.put("A", "STRING");
map04.put("B", "x3x;");
map04.put("C", "void");
map04.put("D", "de$f");
Map<String, String> map05 = new HashMap<String, String>();
map05.put("A", "31");
map05.put("B", "0");
map05.put("C", "1");
map05.put("D", "2");
questionBank.append(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D"))
.append(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A"))
.append(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B"))
.append(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符",map04, "C"))
.append(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D"))
.append(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿"))
.append(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼"))
.append(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床"))
.append(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了"));
}
public String createPaper(String candidate, String number) throws CloneNotSupportedException {
QuestionBank questionBankClone = (QuestionBank) questionBank.clone();
questionBankClone.setCandidate(candidate);
questionBankClone.setNumber(number);
return questionBankClone.toString();
}
}
- 这个类主要提供对试卷内容的模式初始化操作(所有考生试卷一样,题目顺序不一致)。
- 以及对外部提供创建试卷的方法,在创建的过程中使用的是克隆的方式;
(QuestionBank) questionBank.clone();
,并最终返回试卷信息。
测试验证
编写测试类
@Test
public void test_QuestionBank() throws CloneNotSupportedException {
QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();
System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));
}
@Test
public void test_QuestionBank() throws CloneNotSupportedException {
QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();
System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));
System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));
}
结果
考生:花花
考号:1000001921032
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 Card
B:JAVA2 HE
C:JAVA2 EE
D:JAVA2 ME
E:JAVA2 SE
答案:B
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:1
B:0
C:31
D:2
答案:D
第3题:以下()不是合法的标识符
A:void
B:de$f
C:STRING
D:x3x;
答案:A
第4题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序的main方法必须写在类里面
D:JAVA程序中类名必须与文件名一样
答案:C
第5题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:A和a在java中是同一个变量;
C:不同类型的变量,可以起相同的名字;
D:变量不能以数字作为开头;
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第3题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:豆豆
考号:1000001921051
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:下列说法正确的是
A:JAVA程序中可以有多个main方法
B:JAVA程序的main方法必须写在类里面
C:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
D:JAVA程序中类名必须与文件名一样
答案:B
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:2
B:1
C:31
D:0
答案:A
第3题:以下()不是合法的标识符
A:void
B:de$f
C:x3x;
D:STRING
答案:A
第4题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 Card
B:JAVA2 HE
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 EE
E:JAVA2 SE
答案:B
第5题:变量命名规范说法正确的是
A:变量不能以数字作为开头;
B:A和a在java中是同一个变量;
C:不同类型的变量,可以起相同的名字;
D:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
答案:A
二、问答题
第1题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
第4题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
考生:大宝
考号:1000001921987
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:以下()不是合法的标识符
A:x3x;
B:de$f
C:void
D:STRING
答案:C
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:2
D:1
答案:C
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:不同类型的变量,可以起相同的名字;
B:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
C:变量不能以数字作为开头;
D:A和a在java中是同一个变量;
答案:C
第4题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
B:JAVA程序的main方法必须写在类里面
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序中可以有多个main方法
答案:B
第5题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 HE
D:JAVA2 SE
E:JAVA2 ME
答案:C
二、问答题
第1题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
第2题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
Process finished with exit code 0
考生:花花
考号:1000001921032
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 Card
B:JAVA2 HE
C:JAVA2 EE
D:JAVA2 ME
E:JAVA2 SE
答案:B
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:1
B:0
C:31
D:2
答案:D
第3题:以下()不是合法的标识符
A:void
B:de$f
C:STRING
D:x3x;
答案:A
第4题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
B:JAVA程序中可以有多个main方法
C:JAVA程序的main方法必须写在类里面
D:JAVA程序中类名必须与文件名一样
答案:C
第5题:变量命名规范说法正确的是
A:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
B:A和a在java中是同一个变量;
C:不同类型的变量,可以起相同的名字;
D:变量不能以数字作为开头;
答案:D
二、问答题
第1题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第2题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第3题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第4题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
考生:豆豆
考号:1000001921051
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:下列说法正确的是
A:JAVA程序中可以有多个main方法
B:JAVA程序的main方法必须写在类里面
C:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
D:JAVA程序中类名必须与文件名一样
答案:B
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:2
B:1
C:31
D:0
答案:A
第3题:以下()不是合法的标识符
A:void
B:de$f
C:x3x;
D:STRING
答案:A
第4题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 Card
B:JAVA2 HE
C:JAVA2 ME
D:JAVA2 EE
E:JAVA2 SE
答案:B
第5题:变量命名规范说法正确的是
A:变量不能以数字作为开头;
B:A和a在java中是同一个变量;
C:不同类型的变量,可以起相同的名字;
D:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
答案:A
二、问答题
第1题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第2题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
第3题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
第4题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
考生:大宝
考号:1000001921987
--------------------------------------------
一、选择题
第1题:以下()不是合法的标识符
A:x3x;
B:de$f
C:void
D:STRING
答案:C
第2题:表达式(11+3*8)/4%3的值是
A:31
B:0
C:2
D:1
答案:C
第3题:变量命名规范说法正确的是
A:不同类型的变量,可以起相同的名字;
B:变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成;
C:变量不能以数字作为开头;
D:A和a在java中是同一个变量;
答案:C
第4题:下列说法正确的是
A:JAVA程序的main方法中如果只有一条语句,可以不用{}(大括号)括起来
B:JAVA程序的main方法必须写在类里面
C:JAVA程序中类名必须与文件名一样
D:JAVA程序中可以有多个main方法
答案:B
第5题:JAVA所定义的版本中不包括
A:JAVA2 EE
B:JAVA2 Card
C:JAVA2 HE
D:JAVA2 SE
E:JAVA2 ME
答案:C
二、问答题
第1题:为什么好马不吃回头草
答案:后面的草没了
第2题:小红马和小黑马生的小马几条腿
答案:4条腿
第3题:什么床不能睡觉
答案:牙床
第4题:铁棒打头疼还是木棒打头疼
答案:头最疼
Process finished with exit code 0
从以上的输出结果可以看到,每个人的题目和答案都是差异化的乱序的,如下图比对结果; - 花花、豆豆、大宝,每个人的试卷都存在着题目和选项的混乱排序
5.浅拷贝和深拷贝
5.1 浅拷贝的介绍
- 对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。
- 对于数据类型是引用数据类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值
- 前面的案例就是浅拷贝
- 浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现
5.2 深拷贝基本介绍
- 复制对象的所有基本数据类型的成员变量值
- 为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间,并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象,直到该对象可达的所有对象。也就是说,对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝
- 深拷贝实现方式 1:重写 clone 方法来实现深拷贝
- 深拷贝实现方式 2:通过对象序列化实现深拷贝(推荐)
6.深拷贝应用实例
复制对象都是基本数据类型,进行深拷贝直接实现Cloneable接口即可
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String cloneName;
private String cloneClass;
//构造器
public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
this.cloneName = cloneName;
this.cloneClass = cloneClass;
}
//因为该类的属性,都是String , 因此我们这里使用默认的clone完成即可
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String cloneName;
private String cloneClass;
//构造器
public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
this.cloneName = cloneName;
this.cloneClass = cloneClass;
}
//因为该类的属性,都是String , 因此我们这里使用默认的clone完成即可
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
复制对象既有基本数据类型又有引用类型
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{
public String name; //String 属性
public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型
public DeepProtoType() {
super();
}
//深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deep = null;
//这里完成对基本数据类型(属性)和String的克隆
deep = super.clone();
//对引用类型的属性,进行单独处理
DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deep;
deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone();
// TODO Auto-generated method stub
return deepProtoType;
}
//深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (推荐)
public Object deepClone() {
//创建流对象
ByteArrayOutputStream bos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
//序列化
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出
//反序列化
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType)ois.readObject();
return copyObj;
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
//关闭流
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e2.getMessage());
}
}
}
}
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{
public String name; //String 属性
public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型
public DeepProtoType() {
super();
}
//深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deep = null;
//这里完成对基本数据类型(属性)和String的克隆
deep = super.clone();
//对引用类型的属性,进行单独处理
DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deep;
deepProtoType.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone();
// TODO Auto-generated method stub
return deepProtoType;
}
//深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (推荐)
public Object deepClone() {
//创建流对象
ByteArrayOutputStream bos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
//序列化
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出
//反序列化
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType)ois.readObject();
return copyObj;
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
//关闭流
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
System.out.println(e2.getMessage());
}
}
}
}
测试类
编写测试类
public static void main(String[] args) throws Exception {
DeepProtoType p = new DeepProtoType();
p.name = "宋江";
p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛");
//方式1 完成深拷贝
// DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
//
// System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
// System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
//方式2 完成深拷贝
DeepProtoType p2 = p.deepClone();
System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
DeepProtoType p = new DeepProtoType();
p.name = "宋江";
p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛");
//方式1 完成深拷贝
// DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
//
// System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
// System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
//方式2 完成深拷贝
DeepProtoType p2 = p.deepClone();
System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
}
}
结果
p.name=宋江p.deepCloneableTarget=1554874502
p2.name=宋江p2.deepCloneableTarget=1313922862
p.name=宋江p.deepCloneableTarget=1554874502
p2.name=宋江p2.deepCloneableTarget=1313922862
- 可以看到两个对象的引用类型属性deepCloneableTarget,输出的hashcode值时不一样,说明可弄DeepProtoType对象实现了深拷贝。
7.原型模式的注意事项和细节
- 创建新的对象比较复杂时,可以利用原型模式简化对象的创建过程,同时也能够提高效率
- 不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态
- 如果原始对象发生变化(增加或者减少属性),其它克隆对象的也会发生相应的变化,无需修改代码
- 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码
- 缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法,这对全新的类来说不是很难,但对已有的类进行改造时,需要修改其源代码,违背了 ocp 原则(开闭原则)