设计模式4——原型模式

1. 什么是原型模式

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Prototype模式是一种对象创建型模式，它采取复制原型对象的方法来创建对象的实例。使用Prototype模式创建的实例，具有与原型一样的数据。

2. 原型模式的特点

• 由原型对象自身创建目标对象。也就是说，对象创建这一动作发自原型对象本身。
• 目标对象是原型对象的一个克隆。也就是说，通过Prototype模式创建的对象，不仅仅与原型对象具有相同的结构，还与原型对象具有相同的值。
• 根据对象克隆深度层次的不同，有浅度克隆与深度克隆。

浅度克隆

在java语言有一个Cloneable接口，它的作用是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
定义Person类实现Cloneable接口，并重写其toString方法（方便测试）

public class Person implements Cloneable{    // 姓名    private String name;    // 年龄    private int age;    // 性别    private String sex;    public Person(String name, int age, String sex) {        super();        this.name = name;        this.age = age;        this.sex = sex;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public String getSex() {        return sex;    }    public void setSex(String sex) {        this.sex = sex;    }    public Person clone() {        try {            return (Person)super.clone();        } catch (CloneNotSupportedException e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }    @Override    public String toString() {        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + "]";    }}

开始测试

public class MainClass {    public static void main(String[] args) {        Person person1 = new Person("jim",30,"男");//      Person person2 = person1;        Person person2 = person1.clone();        person2.setAge(20);        System.out.println(person1);        System.out.println(person2);    }}

返回结果

结论：改变的年龄，不会影响原型对象实例person1，而如果使用Person person2 = person1，则是将person1的引用传给了person2，person2改变，person1也会改变。

深度克隆

Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型（8种基本数据类型byte,char,short,int,long,float,double，boolean），对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝，这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝，必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝。

同样，定义Person类实现Cloneable，不同的是增加了一个朋友属性。

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Person implements Cloneable{    // 姓名    private String name;    // 年龄    private int age;    // 性别    private String sex;    //朋友    private List<String> friends;    public List<String> getFriends() {        return friends;    }    public void setFriends(List<String> friends) {        this.friends = friends;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public String getSex() {        return sex;    }    public void setSex(String sex) {        this.sex = sex;    }    public Person clone() {        try {            Person person  = (Person)super.clone();            List<String> newfriends = new ArrayList<String>();            for(String friend : this.getFriends()) {                newfriends.add(friend);            }            person.setFriends(newfriends);            return  person;        } catch (CloneNotSupportedException e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }}

测试

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MainClass {    public static void main(String[] args) {        List<String> friends1 = new ArrayList<String>();        friends1.add("zhangsan");        friends1.add("lisi");        Person person1 = new Person("jim", 30, "男", friends1);        Person person2 = person1.clone();        friends1.add("wangwu");        System.out.println(person1);        System.out.println(person2);    }}

结论：深度克隆后，friends1的改变只会影响原型，而不会影响克隆后的数据。

3. 原型模式应用场景

• 在创建对象的时候，我们不只是希望被创建的对象继承其基类的基本结构，还希望继承原型对象的数据。
• 希望对目标对象的修改不影响既有的原型对象（深度克隆的时候可以完全互不影响）。
• 隐藏克隆操作的细节。很多时候，对对象本身的克隆需要涉及到类本身的数据细节。