03. 자바 프로토타입 패턴 (JAVA Prototype Pattern)

# 참고한 영상

자바 디자인 패턴 이해 - YouTube

 

# 설명

생산 비용이 높은 인스턴스를 복사를 통해서

쉽게 생성 할 수 있도록 하는 패턴

 

# 장점

[인스턴스 생산 비용이 높은 경우]

종류가 너무 많아서 클래스로 정리되지 않는 경우

클래스로부터 인스턴스 생성이 어려운 경우

똑같은 인스턴스를 간단하게 생성할 수 있다

 

# 단점

# 사용 여부

인스턴스 생산 비용 (작업율)이 많이 드는 객체를

복사하여 만들고자 할 때 사용한다.

 

DB에서 데이터를 가져와 객체를 생성하였는데,

똑같은 객체가 필요하고자 할 때

DB에서 다시 데이터를 검색하여 생성하는 방식은 비효율적이다.

 

이미 존재하는 객체를 복사하여 새로운 객체를 만드는게 효율적이다

 

# 사용 방법

1. 클래스생성 후 implement Cloneable

2. 위에서 만든 클래스를 상속

3. this.clone() 사용

 

# 구조

# 요구 사항

일러스트레이터와 같은 그림 그리기 툴을 개발 중입니다.

어떤 모양(Shape) 그릴 수 있도록 하고 복사 붙여넣기 기능을 구현해주세요.

 

# 변경 사항

복사 후 붙여넣기를 하면 두 도형이 겹치는데

안겹치도록 살짝 옆으로 이동하게 해주세요.

 

# 결과 - Deep Copy

이미지 클릭

 

# Prototype (Class)  - Deep Copy

Shape.java

public class Shape implements Cloneable {
 
    private String id;
 
    public String getId() {
        return id;
    }
 
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}
 

 

# Prototype (Class)  - Deep Copy

Circle.java

package design.A_creational.prototype.deep_copy.domain;
 
public class Circle extends Shape {
 
    private int x, y, r;
 
    public Circle(int x, int y, int r) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.r = r;
    }
 
    public int getX() {
        return x;
    }
 
    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }
 
    public int getY() {
        return y;
    }
 
    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }
 
    public int getR() {
        return r;
    }
 
    public void setR(int r) {
        this.r = r;
    }
 
    public Circle copy() throws CloneNotSupportedException {
        Circle circle = (Circle) clone();
        
        // 변경사항
        circle.x +=1;
        circle.y +=1;
        //
        
        return circle;
    }
}
 

 

# Client  - Deep Copy

Client.java

public class Client {
 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 
        Circle circle1 = new Circle(1,1,3);
 
        Circle circle2 = circle1.copy();
 
        System.out.println(circle2.getX() + "," + circle2.getY() + "," +
                circle2.getR() );
 
    }
}
 

 

# Diagram  - Deep Copy

 

 

 

 

# Shallow Copy 

Cat cat1 = new Cat();

Cat cat2 = cat1;

이렇게 되는 경우

cat1 의 내용을 복사하여 만드는 것이 아니라

이미 cat1로 인스턴스화 된 주소를 담는다.

때문에 cat2 에서 수정을 하면 cat1까지 수정 된다

 

# 결과 - Shallow Copy & Deep Copy

이미지 클릭

 

# Prototype (Class) - Shallow Copy & Deep Copy

Cat.java

/** 고양이 */
public class Cat implements Cloneable {
 
    /** 이름 */
    private String name;
 
    /** 나이 Class */
    private Age age;
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public Age getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(Age age) {
        this.age = age;
    }
 
    /** 복사 (Clone) */
    public Cat copy() throws CloneNotSupportedException {
        // 새로 리턴할 객체
        Cat cat = (Cat) this.clone();
 
        // 사용자 자료형은 복사가 되지 않기 때문에 명시적으로 넣어준다
        cat.setAge(new Age(this.age.getYear(), this.age.getValue()));
 
        return cat;
    }
}
 

 

Age.java

/** 나이 */
public class Age {
 
    /** 연도 */
    int year;
 
    /** 나이 실제 값 */
    int value;
 
    /** 생성자 */
    public Age(int year, int value) {
        this.year = year;
        this.value = value;
    }
 
    public int getYear() {
        return year;
    }
 
    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }
 
    public int getValue() {
        return value;
    }
 
    public void setValue(int value) {
        this.value = value;
    }
}
 

# Client - Shallow Copy & Deep Copy

Client.java

/** 사용자 */
public class Client {
 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 
        Cat cat1 = new Cat();
        cat1.setName("navi");
        cat1.setAge(new Age(2019,1)); // 2020 기준
 
        Cat cat2 = cat1;
        cat2.setName("yomi");
        cat2.setAge(new Age(2015, 5)); // 2020 기준
 
        System.out.println("[Shallow Copy]");
        System.out.println("cat1.name = " + cat1.getName());
        System.out.println("cat1.age.year = " + cat1.getAge().getYear());
        System.out.println("cat1.age.value = " + cat1.getAge().getValue());
        System.out.println();
        System.out.println("cat2.name = " + cat2.getName());
        System.out.println("cat2.age.year = " + cat2.getAge().getYear());
        System.out.println("cat2.age.value = " + cat2.getAge().getValue());
 
        System.out.println("---------------------");
 
        Cat cat3 = new Cat();
        cat3.setName("chobi");
        cat3.setAge(new Age(2017,3)); // 2020 기준
 
        Cat cat4 = cat3.copy();
        cat4.setName("mio");
 
//      커스텀 자료형의 멤버변수들은 clone 이 되지 않는다
//      때문에 copy 메소드에서 명시적으로 new Age 를 하여 새롭게 메모리를 넣는다.
        cat4.getAge().setYear(2015);
        cat4.getAge().setValue(5);
 
        System.out.println("[Deep Copy]");
        System.out.println("cat3.name = " + cat3.getName());
        System.out.println("cat2.age.year = " + cat3.getAge().getYear());
        System.out.println("cat2.age.value = " + cat3.getAge().getValue());
        System.out.println();
        System.out.println("cat4.name = " + cat4.getName());
        System.out.println("cat2.age.year = " + cat4.getAge().getYear());
        System.out.println("cat2.age.value = " + cat4.getAge().getValue());
    }
}
 

 

# Diagram - Shallow Copy & Deep Copy

 

# 참고용 

interface Person {
    Person clone();
}
 
class Tom implements Person {
    private final String NAME = "Tom";
 
    @Override
    public Person clone() {
        return new Tom();
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return NAME;
    }
}
 
class Dick implements Person {
    private final String NAME = "Dick";
 
    @Override
    public Person clone() {
        return new Dick();
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return NAME;
    }
}
 
class Harry implements Person {
    private final String NAME = "Harry";
 
    @Override
    public Person clone() {
        return new Harry();
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return NAME;
    }
}
 
class Factory {
    private static final Map<String, Person> prototypes = new HashMap<>();
 
    static {
        prototypes.put("tom", new Tom());
        prototypes.put("dick", new Dick());
        prototypes.put("harry", new Harry());
    }
 
    public static Person getPrototype(String type) {
        try {
            return prototypes.get(type).clone();
        } catch (NullPointerException ex) {
            System.out.println("Prototype with name: " + type + ", doesn't exist");
            return null;
        }
    }
}
 
public class PrototypeFactory {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length > 0) {
            for (String type : args) {
                Person prototype = Factory.getPrototype(type);
                if (prototype != null) {
                    System.out.println(prototype);
                }
            }
        } else {
            System.out.println("Run again with arguments of command string ");
        }
    }
}
 

 

# 참고용2