创建型设计模式（6）：原型模式

定义

原型模式是创建型模式的一种,其特点在于通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的“原型”，这个原型是可定制的。

原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命名不一样的同类数据。

实现

1. Client - 创建一个新的对象，然后通过clone得到另外一个对象。

2. Prototype - 定义一个clone自己的抽象方法。

3. ConcretePrototype - 实现clone方法。

public interface Prototype {public abstract Object clone ( );} public class ConcretePrototype implements Prototype {public Object clone() {return super.clone();}}public class Client {public static void main( String arg[] ) {ConcretePrototype obj1= new ConcretePrototype ();ConcretePrototype obj2 = ConcretePrototype)obj1.clone();}}

实例

1. 游戏中很多元素都是重复的，我们可以使用原型模式复制相同的元素。

2. 制作数据图表时，第一次我们需要从数据库读取数据保存到对象中，当需要制作相同数据的其他图表时，使用原型模式可以避免重新读取数据库。

相关问题和实现

1. 如果需要创建的原型数目不固定，可以创建一个原型管理器，在复制原型对象之前，客户端先在原型管理器中查看

是否存在满足条件的原型对象，如果有，则直接使用，如果没有，克隆一个，这种称作登记形式的原型模式。

2. 复制有两种：深复制和浅复制。浅复制时，复制对象和原型对象共享对象所有的内部变量，两个对象具有一样的内存空间和生命周期。对原型对象的修改同时也修改了它的复制品，反之亦然。

java中只要实现Cloneable接口就可以调用Object类的clone方法实现浅复制：

public class ShallowClone implements Cloneable {int age;Person person;public void setAge(int age){this.age = age;}public void setPerson(String name){person = new Person(name);}public Object clone() throws CloneNotSupportedException{// 默认java实现的是浅复制return super.clone();}}public class Person {String name;public Person(String name){this.name = name;}}public class Test {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {ShallowClone oldShallowClone = new ShallowClone();oldShallowClone.setAge(20);oldShallowClone.setPerson("eric");System.out.println("oldname: " + oldShallowClone.person.name + " age: " + oldShallowClone.age);ShallowClone newShallowClone = (ShallowClone)oldShallowClone.clone();System.out.println("newname: " + newShallowClone.person.name + " age: " + newShallowClone.age);oldShallowClone.age = 30;oldShallowClone.person.name = "frank";System.out.println("newname: " + newShallowClone.person.name + " age: " + newShallowClone.age);}}

输出：

oldname: eric age: 20

newname: eric age: 20

newname: frank age: 20

可见浅复制复制的是对象的引用，当改变对象的值时，复制后的对象也会改变，而java的基本类型是复制的值。

下面我们实现深复制：

public class DeepClone {int age;Person person;public void setAge(int age){this.age = age;}public void setPerson(String name){person = new Person(name);}public DeepClone(DeepClone deepClone){this.age = deepClone.age;this.person = new Person(deepClone.person.name);}public DeepClone() {}public Object clone() throws CloneNotSupportedException{return new DeepClone(this);}}public class Test {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {DeepClone oldDeepClone = new DeepClone();oldDeepClone.setAge(20);oldDeepClone.setPerson("eric");System.out.println("oldname: " + oldDeepClone.person.name + " age: " + oldDeepClone.age);DeepClone newDeepClone = (DeepClone)oldDeepClone.clone();System.out.println("newname: " + newDeepClone.person.name + " age: " + newDeepClone.age);oldDeepClone.age = 30;oldDeepClone.person.name = "frank";System.out.println("newname: " + newDeepClone.person.name + " age: " + newDeepClone.age);}}

输出：

oldname: eric age: 20

newname: eric age: 20

newname: eric age: 20

上面的复制方法中，我们重新创建了一个对象，并且重新创建了引用，实现了深度复制。

优点

1. 复制比new性能更好。

2. 简化或者隐藏创建对象的细节，直接复制。

参考

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%9E%8B%E6%A8%A1%E5%BC%8F

http://www.oodesign.com/prototype-pattern.html