design-patterns - 复制对象有哪些好的设计模式？

Question

我需要复制一个具有很深的成员变量层次结构的对象（即该对象具有几个不同类型的成员，每个成员都有几个不同类型的成员，等等）。进行深层复制需要在许多类中实现clone（）方法，这对于我的应用程序来说似乎有些过时了。

我想出的解决方案很简单，但是我想知道这是否是个坏主意。我的解决方案如下：


定义一个空接口Settings。
定义一个名为IsCopyable的接口，该接口具有方法getSettings()和applySettings(Settings s)。
对于实现X的给定类IsCopyable，将编写实现接口Settings的类，其中包含必须复制到类X的对象的“设置”。 （我通常将此类嵌套在类X中，因此我具有X.Settings implements Settings，但这可以在其他地方完成。）


然后，复制类X的实例：

X myX = new X();
// Stuff happens to myX.
// Now we want to copy myX.
X copyOfX = new X();
copyOfX.applySettings(myX.getSettings());

即，要复制给定的对象，请创建该对象的新实例，然后在要复制的对象上调用 getSettings()，将生成的 Settings对象作为值传递给新实例上的 applySettings()。 （当然，复制可以包装在名为copy（）的成员中。）

这对于我的特定问题非常有效，但是我在做蠢事吗？我（差一点）重新发明了已经存在的东西吗？

提前致谢。

克里斯

Answer 1

我想对您的最后一个问题回答“是”，只是为了好玩:-)但是我知道您想要一些论点，所以让我尝试：


如果一个概念（在这里复制）对于一个对象是唯一的，那么您可以考虑将两者合并在同一个类中（这将在类本身中实现该方法）。例如：


如果对于某些对象，有多种复制方法，具体取决于...，则复制确实值得在原始对象之外进行。
如果对于所有对象，都有一种独特的复制方法，那么创建一个不同的对象进行复制真的有很多价值吗？ （例如，如果总的复杂性太大，难以阅读和理解，那么最好将其分解）。

我一直很难通过调用显式构造函数来创建副本。原因是构造函数是唯一不能继承的方法（不包括静态变量...），因此它们不能通用（不可能为所有可复制对象提供唯一的接口）。这意味着在您的所有应用程序中，没有通用代码可以复制对象。每次尝试时，总有一段时间我确实需要以一般方式进行复制。
显式调用构造函数还意味着将来我将无法替换子类。假设您有一个对变量B起作用的算法A。如果给A子类B的子类，则当A复制其B变量（其实际类型为C）时，将使用B构造函数创建该副本。它不会属于同一类，并且可能会改变行为。因此，通过调用构造函数进行复制受到极大限制。
显式调用构造函数意味着无法使用接口。您可以在很多地方阅读有关接口的值...例如，在我们的应用程序中，没有直接在我们的代码中实例化许多对象，而是向Locator / Factory请求一个接口（或类），其中包含许多可能的优点（如果您的应用需要这一天）：


如果我想在特定的上下文中将B子类替换为每个A对象，例如在某些自动化测试中衡量代价高昂的操作的性能，这非常容易。我们还需要用一个子类代替HashMaps，以找到一个插入到Map中并随后在序列化期间导致错误的不可修复对象。
如果我有接口，则创建对象仅涉及我的常规代码中的接口（Factory除外）。因此，我对具体的类完全没有依赖，就象您所知道的那样好（对接口的依赖具有更少的传递性依赖，并且更易于模拟以进行测试）。
在我们的例子中，这个工厂实际上是Spring支持的，因此实例化是通过Spring完成的。根据需要采取了许多其他步骤（代理，拦截，初始化方法...）。





在我们的应用程序中，我们通常最终会创建一个（或几个）克隆器。给定一个顶级对象，他们知道如何对其进行深层复制。通用克隆器的优点是代码只编写一次，对于整个应用程序都是通用的。通常，它也可以在应用程序之间重用...

实现：例如，使用反射，您可以递归地获取每个成员。但是，有许多陷阱要避免：


循环：A引用B引用C引用A。因此，我保留了已复制的对象的Map，引用了副本。当我复制对象但发现它已经存在于地图中时，我不会复制它，而是替换它已经完成的复制。
特殊类型：枚举不应该被复制（还有一些其他静态对象）。某些库类也可能会出现问题，因此您可以保留不想复制的特殊类的Set或Map，或以特殊方式复制。
您可能在最后的领域遇到麻烦...


具体情况

通常，某些特定对象的默认方式不正确。我们既需要通用的实现，又需要根据需要对其进行重载的可能性。对于他们，我们使用以下代码：


如果可以修改对象，则可以让他们实现特定的CustomizedCopier接口，并且该方法中的代码负责根据需要进行复制。如果通用代码看到此界面，则它不会执行任何操作。
如果我们不能修改对象（JRE，第三方代码...），则我们有一个Map / Registry Map，用于存储特定的类以及我们想要的特定复印机。请注意，有时这种技巧有时也并非用于定制复制，而是仅用于某些特殊用例，因为它可能会使复制对象的方式过载，因此通常仅用于某些特殊用例。




实际上，我通常会得到几个克隆器。例如，克隆数据持久实体通常使用此知识来进行不同的克隆（例如，id和audit字段可以设置为null）。

我通常也有一个执行相同的依赖项搜索的类，但出于其他需要：


toString（）一个复杂的对象，用于为其创建调试字符串。
equals（）和hashCode（）实现（如果需要）。
将所有属性的对象图重新初始化为其默认值（考虑以多选项卡的巨大形式实现“重置”按钮）。
检查对象图中某处是否存在对象
控制对象图的可序列性（在某些情况下使用HttpSession进行序列化的典型用例；在开发中，我们显式检查对象，检测无法序列化的对象，并向开发人员提供最佳错误消息） 。
...



请注意，多线程通常需要复制。理想情况下，在多线程环境中重用的对象是不可变的。如果没有，通常建议克隆以确保程序全局一致性。




性能

使用反射并不总是那么快。通常，对于大量且经常使用的复制，我们将在对象本身中实现复制。但是我们发现只有少数几个类需要复制并且数量很大，因此这只是一般机制的一个例外，我们随后才插入（我在前面的文章中介绍了如何使用寄存器）当它们变得有用时。