设计模式系列课程13之【原型模式】

转自：http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7393528

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建型的对象。

类型：创建类模式

类图：

原型模式主要用于对象的复制，它的核心就是类图中的原型类Prototype,prototype类需要具备以下两个条件：

1、实现Cloneable接口，在Java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地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CloneNotSupportException异常。

2、重写Object类中的clone方法，在Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此prototype类需要将clone方法的作用于修改为public类型。

3、原型模式是一种比较简单的模式，也非常容易理解，实现一个接口，重写一个方法即完成了原型模式，在实际应用中，原型模式很少单独出现，经常与其他模式混用，它的原型类Prototype也常用抽象类来替代。

实现代码：

class Prototype implements Cloneable {      public Prototype clone(){          Prototype prototype = null;          try{              prototype = (Prototype)super.clone();          }catch(CloneNotSupportedException e){              e.printStackTrace();          }          return prototype;       }  }    class ConcretePrototype extends Prototype{      public void show(){          System.out.println("原型模式实现类");      }  }    public class Client {      public static void main(String[] args){          ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype();          for(int i=0; i< 10; i++){              ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone();              clonecp.show();          }      }  } 

原型模式的优点以及适用场景

使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大的对象时，性能的差别非常明显。

使用原型模式的另一个好处是简化对象的创建，使得创建对象就像我们在编辑文档时复制粘贴一样的简单。

因为以上优点，所以在需要重复创建相似对象时可以考虑使用原型模式，比如需要在一个循环体内创建对象，假如对象创建过程比较复杂或者循环次数很多的话，使用原型模式不但可以简化创建过程，而且可以使系统的整体性能提高很多。

原型模式的注意事项：

1、使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法，因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的，它直接在内存中复制数据，因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行，甚至连访问权限对原型模式无效，还记得单例模式吗？单例模式中，只要将构造方法的访问权限设置为private型，就可以实现单例，但是clone方法直接无视构造方法的权限，所以单例模式与原型模式的冲突的，在使用时要特别注意。

2、深拷贝与浅拷贝，Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，对数据、容器对象、引用对象等不会拷贝，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、引用对象等另外拷贝，比如：

public class Prototype implements Cloneable {      private ArrayList list = new ArrayList();      public Prototype clone(){          Prototype prototype = null;          try{              prototype = (Prototype)super.clone();              prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();          }catch(CloneNotSupportedException e){              e.printStackTrace();          }          return prototype;       }  }  

由于ArrayList不是基本类型，所以成员变量list，不会被拷贝，需要我们自己实现深拷贝，幸运的是Java提供的大部分容器类都实现了Cloneable接口，所以实现深拷贝并不是特别困难。

注意：深拷贝与浅拷贝问题中，会发生深拷贝的有Java中的8种基本类型以及他们的封装类型，另外还有String类型，其余的都是浅拷贝。