设计模式(5)之原型模式

1. 什么是原型模式？
   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
   <1> 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。
   <2> 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。
   <3> 根据对象克隆深度层次的不同，有浅度克隆与深度克隆。

3. 原型模式的应用场景
   <1> 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。
   <2> 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）。
   <3> 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。

实例：

//Perosn.javapublic class Person {    private String name;    private int age;    private String 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;    }}

//Main.javapublic class Main {    public static void main(String[] args) {        Person p1 = new Person();        p1.setName("p1");        p1.setAge(10);        p1.setSex("man");        Person p2 = new Person();        p1.setName("p2");        p1.setAge(10);        p1.setSex("man");    }}

可以发现p2与p1相比，只有name不同，所以，我们不需要自己new一个p2，只需要从p1中克隆即可。

下面，我们修改Person类：

//实现 Cloneable接口public class Person implements Cloneable{    private String name;    private int age;    private String 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;    }    // clone方法，返回克隆的对象    public Person clone(){        try {            return (Person)super.clone();        } catch (CloneNotSupportedException e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }}

现在，我们可以使用如下的调用方式：

注意：Person p2 = p1.clone();和Person p2 = p1;这两句是截然不同的。

下面我们看一下浅克隆和深克隆，和C++中的深拷贝和浅拷贝类似。

就是，如果Person对象中有引用类型的成员，克隆给p2的时候，会不会也另外单独开辟引用类型指向的内存块？我们看一下：

给Person类加一个引用类型的成员friends，其他部分不变：

在主函数中：

可见，在克隆对象的时候，引用类型的成员变量，只是将值简单的拷贝过去，而没有开辟另外的内存可见，这样导致的潜在问题就是当释放其中一个对象释放掉该内存空间的时候，如果另一个对象再访问该成员变量指向的内存空间的是时候就会报错。这就是浅度克隆，只是简单的复制数据值。

要想实现深度克隆，即为引用类型的成员变量开辟内存空间，需要自己手动实现：

这样的话，原对象和克隆对象中的引用类型的成员变量就各自指向单独的内存空间，而不会相互影响。

原理图：