Prototype Pattern

1、定义

在软件开发中，有时候可能会需要创建一些特别复杂的对象，如果系统中已经存在同样类型的对象，并且不同的属性个数相差不大的话，用Prototype模式可能是一个理想的选择。

定义 :用原型实例指定创建物件的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的物件。

Prototype 模式允许一个物件再创建另外一个可定制的物件,根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个原型物件传给那个要发动创建的物件,这个要发动创建的物件通过请求原型物件拷贝它们自己来实施创建。

 

使用方法很简单，只要调用对象的clone方法返回一个新的对象就可以了。但是为什么没有其他新的方法来实现这个模式呢？因为Java中的Object提供了clone()方法来实现对象的克隆,所以Prototype模式实现一下子变得很简单.

在这个clone方法中，我们只要调用Object的克隆方法返回一个对象，就可以以最简单的方式实现Prototype模式。

在其他编程语言中，就需要创建一个当前类的新的对象，然后把当前对象本身的各属性的值复制一份给新创建的对象，并且返回新对象即可。

什么时候应该使用prototype模式呢？ 
1.当你要创建的对象与现有运行时对象相似度很大时
2.为了避免创建类的工厂类导致层次复杂度增加时
3.当类的实例只有不多的几种状态时（此时需要引进原型管理器）

Prototype模式常用在一些对象管理器中。这些对象管理器本身一般为单例模式，主要负责对象的创建和返回。由于返回的对象的类型基本上是一致的，而且返回的对象的各项属性大多保持一致，只有极少数属性才需要修改，所以用Prototype无疑是极好的选择。

2、深拷贝和浅拷贝（调用父类的clone即可实现浅拷贝，注意返回类型为object，如果需要深度拷贝，则需要流化合反流化）

需要注意的是：浅拷贝和深拷贝的区别。

简单的讲，浅拷贝就是只对当前对象的直属属性进行复制，如果其属性是基本类型的话，就复制原对象的值；如果其属性是其他对象的话，就复制对象的地址。而深拷贝则是麻烦的多，如果其属性是对象的话，就需要创建一个新的子属性的对象，并且对这个对象的各项属性进行复制，如果子属性还有子属性的话，则需要递归的进行复制操作。

一切就看需求，如果那些属性的值不会被变更的话，那么只需要实现浅拷贝即可；否则，深拷贝就是必须的

java里的clone分为： 
A:浅复制（浅克隆）: 浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。 
b:深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。 
Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点 
1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。 
2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。 
3.在派生类中实现Cloneable接口。 

     * @see java.lang.Cloneable     */    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;    /**

Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆）

利用序列化来做深复制,把对象写到流里的过程是序列化（Serilization）过程，而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化（Deserialization）过程。应当指出的是，写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。，利用这个特性，可以做深拷贝 

利用流进行深拷贝，例：

//集合深拷贝

public Object clone(){            try {//流化                ByteArrayOutputStream ot = new ByteArrayOutputStream();                ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(ot);                oo.writeObject(this);              //反流化              ByteArrayInputStream it = new ByteArrayInputStream(ot.toByteArray());                ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(it);                return (oi.readObject());            } catch (IOException e) {              e.printStackTrace();              return null;          } catch (ClassNotFoundException e) {              e.printStackTrace();              return null;          }        }  

3、个人测试举例

 

浅拷贝：

package prototype;/** * 原型模式 * @author hanrk-2734 * */public class MyClone implements Cloneable {private String  a="myclone";private Student student=new Student();//访问域是否必须改为public 最好改为publicprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {// TODO Auto-generated method stubreturn super.clone();}public String getA() {return a;}public void setA(String a) {this.a = a;}public Student getStudent() {return student;}public void setStudent(Student student) {this.student = student;}}

 

package prototype;public class Student {private String name="kerry";public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}

 

package prototype;/** * 测试克隆 * @author hanrk-2734 * */public class TestClone {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {MyClone myClone=new MyClone();System.out.println("myclone:"+myClone.getA());MyClone myClone2=(MyClone) myClone.clone();System.out.println("myclone2:"+myClone2.getA());/** * 浅拷贝输出结果，对象（非基本数据类型）为内存地址，相等表示同一个对象，对象未被复制 * myclone:myclone                     myclone2:myclone                     student:prototype.Student@de6ced                     student:prototype.Student@de6ced */System.out.println("student:"+myClone.getStudent());System.out.println("student:"+myClone2.getStudent());}}

深拷贝

 

package prototype;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.io.Serializable;/** * 原型模式 * @author hanrk-2734 * */public class MyClone implements Cloneable ,Serializable{private String  a="myclone";private Student student=new Student();//访问域是否必须改为public 最好改为publicprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {// TODO Auto-generated method stub//return super.clone();//深度拷贝:第一 复写克隆逻辑，改为流化和反流化；第二：非基本类型对象必须实现接口Serializable;第三类本身实现SerializableObject resultObject=null;            ByteArrayOutputStream ot = new ByteArrayOutputStream();                ObjectOutputStream oo = null;try {oo = new ObjectOutputStream(ot);} catch (IOException e2) {// TODO Auto-generated catch blocke2.printStackTrace();}                try {oo.writeObject(this);} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}                ByteArrayInputStream it = new ByteArrayInputStream(ot.toByteArray());                ObjectInputStream oi = null;try {oi = new ObjectInputStream(it);} catch (IOException e1) {// TODO Auto-generated catch blocke1.printStackTrace();}                try {return resultObject=oi.readObject();} catch (IOException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}             return resultObject;}public String getA() {return a;}public void setA(String a) {this.a = a;}public Student getStudent() {return student;}public void setStudent(Student student) {this.student = student;}}

package prototype;import java.io.Serializable;public class Student implements Serializable {private String name="kerry";public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}

package prototype;/** * 测试克隆 * @author hanrk-2734 * */public class TestClone {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {MyClone myClone=new MyClone();System.out.println("myclone:"+myClone.getA());MyClone myClone2=(MyClone) myClone.clone();System.out.println("myclone2:"+myClone2.getA());/** * 浅拷贝输出结果，对象（非基本数据类型）为内存地址 * myclone:myclone                    myclone2:myclone           student:prototype.Student@de6ced           student:prototype.Student@de6ced *//** * 深拷贝结果，student内存地址不同，对象被成功复制 * myclone:myclone           myclone2:myclone           student:prototype.Student@89ae9e            student:prototype.Student@1d58aae */System.out.println("student:"+myClone.getStudent());System.out.println("student:"+myClone2.getStudent());}}