摘要：原型模式是創(chuàng)建模式的一種，其作用是提高創(chuàng)建效率，減少計(jì)算機(jī)資源開(kāi)銷(xiāo)，與工廠模式類(lèi)似的是，都屏蔽了對(duì)象實(shí)例化的過(guò)程概述原型模式是模式的一種，其特點(diǎn)就是通過(guò)克隆拷貝的方式來(lái)，節(jié)約創(chuàng)建成本和資源，被拷貝的對(duì)象模型就稱(chēng)之為原型。

原型模式（Prototype Pattern）是創(chuàng)建模式的一種，其作用是提高創(chuàng)建效率，減少計(jì)算機(jī)資源開(kāi)銷(xiāo)，與工廠模式類(lèi)似的是，都屏蔽了對(duì)象實(shí)例化的過(guò)程...

原型模式是23GOF模式的一種，其特點(diǎn)就是通過(guò)克隆/拷貝的方式來(lái)，節(jié)約創(chuàng)建成本和資源，被拷貝的對(duì)象模型就稱(chēng)之為原型。

舉例：在寫(xiě)PPT的時(shí)候，大多情況下模板風(fēng)格都是一致的，只是其中部分描述內(nèi)容發(fā)生變化，這個(gè)時(shí)候你會(huì)選擇Ctrl+C/V還是新建一頁(yè)PPT一邊聽(tīng)《從頭再來(lái)》一邊調(diào)整圖片和樣式？

JAVA中對(duì)原型模式提供了良好的支持，我們只需要實(shí)現(xiàn)Cloneable接口即可，它的目的就是將對(duì)象標(biāo)記為可被復(fù)制

優(yōu)點(diǎn)

簡(jiǎn)化對(duì)象創(chuàng)建過(guò)程，通過(guò)拷貝的方式構(gòu)建效率更高

可運(yùn)行時(shí)指定動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的對(duì)象

缺點(diǎn)

需要實(shí)現(xiàn) Cloneable接口，clone位于內(nèi)部，不易擴(kuò)展，容易違背開(kāi)閉原則(程序擴(kuò)展,不應(yīng)該修改原有代碼)

默認(rèn)的 clone 只是淺克隆，深度克隆需要額外編碼(比如：統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，或者序列化方式，還有org.apache.commons:commons-lang3.SerializationUtils.java)

注意點(diǎn)

通過(guò)內(nèi)存拷貝的方式構(gòu)建出來(lái)的，會(huì)忽略構(gòu)造函數(shù)限制

需要注意深拷貝和淺拷貝，默認(rèn)Cloneable 是淺拷貝，只拷貝當(dāng)前對(duì)象而不會(huì)拷貝引用對(duì)象，除非自己實(shí)現(xiàn)深拷貝

與單例模式沖突，clone是直接通過(guò)內(nèi)存拷貝的方式，繞過(guò)構(gòu)造方法

常用克隆不可變對(duì)象,如果你克隆的對(duì)象10個(gè)字段改9個(gè)還不如實(shí)例化算了

clone只是一個(gè)語(yǔ)法，非強(qiáng)制方法命名

很少多帶帶出現(xiàn)，常與工廠模式相伴

適用場(chǎng)景

常用在初始化步驟繁瑣，資源耗損嚴(yán)重的對(duì)象

案例一：淺拷貝

class Address {
    private String description;
    // 省略 Getter And Setter 
}
public class Customer implements Cloneable {

    private int id;
    private String name;
    private Address address;
    private List hobbies;

    // 省略 Getter And Setter 

    @Override
    protected Customer clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Customer) super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Customer{" +
                "id=" + id +
                ", name="" + name + """ +
                ", address=" + address +
                ", hobbies=" + hobbies +
                ",  customer-hashCode=" + this.hashCode() +
                ",  address-hashCode=" + this.address.hashCode() +
                "}";
    }
}

public class PrototypeDemo {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        List hobbies = new ArrayList<>();
        hobbies.add("籃球");
        hobbies.add("足球");
        Customer original = new Customer(1, "淘寶客戶(hù)-1", new Address("上海市"), hobbies);
        Customer cloned = original.clone();
        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////");
        System.out.println("原始信息：" + original.toString());
        System.out.println("拷貝信息：" + cloned.toString());
        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

");
    }
}

分析： 從日志中可以發(fā)現(xiàn)，我們無(wú)需通過(guò)new Object()的方式去實(shí)例化對(duì)象，而是調(diào)用Object.clone()同樣可以，Customer的hashCode也發(fā)生了改變，由此可以推斷出它們的引用已經(jīng)發(fā)生變化了，但是Address的hashCode一模一樣，前面說(shuō)到過(guò)Cloneable是淺克隆的，并不會(huì)拷貝其它引用對(duì)象

////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////
原始信息：Customer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-1", address=Address{description="上海市"}, hobbies=[籃球, 足球],  customer-hashCode=460141958,  address-hashCode=1163157884}
拷貝信息：Customer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-1", address=Address{description="上海市"}, hobbies=[籃球, 足球],  customer-hashCode=1956725890,  address-hashCode=1163157884}
////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

案例二：淺拷貝

public class PrototypeDemo {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        List hobbies = new ArrayList<>();
        hobbies.add("籃球");
        hobbies.add("足球");
        Customer original = new Customer(1, "淘寶客戶(hù)-1", new Address("上海市"), hobbies);
        Customer cloned = original.clone();

        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////");
        original.setName("淘寶客戶(hù)-2");
        original.getHobbies().add("音樂(lè)");
        System.out.println("原始信息：" + original.toString());
        System.out.println("拷貝信息：" + cloned.toString());
        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

");
    }
}

分析： Customer本身的屬性值修改與原始對(duì)象并不沖突，它們都是各自一份，但集合類(lèi)型修改后，克隆對(duì)象輸出的與原始對(duì)象如出一轍，不難發(fā)現(xiàn)Cloneable的淺克隆范圍只支持基本類(lèi)型

////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////
原始信息：Customer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-2", address=Address{description="上海市"}, hobbies=[籃球, 足球, 音樂(lè)],  customer-hashCode=460141958,  address-hashCode=1163157884}
拷貝信息：Customer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-1", address=Address{description="上海市"}, hobbies=[籃球, 足球, 音樂(lè)],  customer-hashCode=1956725890,  address-hashCode=1163157884}
////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

案例三：深淺拷貝命名？

class Address implements Cloneable {
    // Address 也實(shí)現(xiàn) Cloneable
}

@Override
protected Address clone() throws CloneNotSupportedException {
    return (Address) super.clone();
}


public class Customer implements Cloneable {

    // 重復(fù)代碼省略...

    protected Customer shallow() throws CloneNotSupportedException {
        return (Customer) super.clone();
    }

    protected Customer deep() throws CloneNotSupportedException {
        Customer clone = (Customer) super.clone();
        clone.setAddress(clone.getAddress().clone());
        return clone;
    }
}

public class PrototypeDemo {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 半深淺克隆 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////");
        original.setAddress(new Address("北京市"));
        Customer shallow = original.shallow();
        System.out.println("淺克?。? + shallow.toString());

        Customer deep = original.deep();
        original.setAddress(new Address("天津市"));
        original.getHobbies().add("電影");
        System.out.println("深克?。? + deep.toString());
        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 半深淺克隆 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

");
    }
}

分析： 我們定義了兩個(gè)非clone的方法名，同樣可以做到克隆特性，此時(shí)從deep()中可以看到修改原始的Address并沒(méi)有影響到現(xiàn)有的克隆對(duì)象，這是因?yàn)閮?nèi)部通過(guò)硬編碼的方式控制的，雖然引用的Address對(duì)象發(fā)生改變，但是List還是同一個(gè)引用，依舊做不到完全的深度克隆

////////////////////////////////////////////////// 半深淺克隆 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////
淺克隆：Customer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-2", address=Address{description="北京市"}, hobbies=[籃球, 足球, 音樂(lè)],  customer-hashCode=356573597,  address-hashCode=1735600054}
深克?。篊ustomer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-2", address=Address{description="北京市"}, hobbies=[籃球, 足球, 音樂(lè), 電影],  customer-hashCode=21685669,  address-hashCode=2133927002}
////////////////////////////////////////////////// 半深淺克隆 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

案例四：序列化實(shí)現(xiàn)深度克隆

class Address implements Cloneable,Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 783202091017893997L;

}
public class Customer implements Cloneable, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 783202091017893997L;

    protected Customer deepCopy() throws Exception {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos);
        out.writeObject(this);
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bis);
        return (Customer) in.readObject();
    }
}

public class PrototypeDemo {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 深淺克隆 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////");
        Customer deepCopy = original.deepCopy();
        original.setAddress(new Address("長(zhǎng)沙市"));
        original.getHobbies().add("乒乓球");
        System.out.println("深克?。? + deepCopy.toString());

        System.out.println("http:////////////////////////////////////////////////// 深淺克隆 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

");
    }
}

分析： 實(shí)現(xiàn)Serializable，通過(guò)序列化的方式與原始數(shù)據(jù)完全脫離關(guān)系，從而達(dá)到深度克隆效果，當(dāng)然一般用SerializationUtils.clone(original)方式比我們自己寫(xiě)的會(huì)更好

    org.apache.commons
    commons-lang3
    3.4

////////////////////////////////////////////////// 深淺克隆 - 開(kāi)始 //////////////////////////////////////////////////
深克?。篊ustomer{id=1, name="淘寶客戶(hù)-2", address=Address{description="天津市"}, hobbies=[籃球, 足球, 音樂(lè), 電影],  customer-hashCode=1020371697,  address-hashCode=789451787}
////////////////////////////////////////////////// 深淺克隆 - 結(jié)束 //////////////////////////////////////////////////

案例五：如何配合工廠模式使用？

這個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題就留給讀者思考吧，歡迎探討交流，三人行必有我?guī)?!!

本章介紹了什么是原型模式以及使用它的優(yōu)缺點(diǎn)，其模式在開(kāi)發(fā)過(guò)程中幾乎用不上（反正我沒(méi)用到過(guò)，歡迎探討），但這并不能說(shuō)明它是無(wú)用，存在即合理，設(shè)計(jì)模式不僅用作與JAVA軟件編程，更多情況下模式的作用是在某種程度下避免復(fù)雜的設(shè)計(jì)

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