淺談prototype原型模式

1、原型模式簡介

原型（Prototype）模式是一種對象建立型模式，他採起復制原型對象的方法來建立對象的實例。使用原型模式建立的實例，具備與原型同樣的數據。

原型模式的特色：

一、由原型對象自身建立目標對象。也就是說，對象建立這一動做發自原型對象自己。

二、目標對象是原型對象的一個克隆。也就是說，經過原型模式建立的對象，不只僅與原型對象具備相同的結構，還與原型對象具備相同的值。

三、根據對象克隆深度層次的不一樣，有淺度克隆與深度克隆。

一、寫一個支持克隆的類

//若是要克隆就必須實現Cloneable接口
public class Person implements Cloneable{
    //可能會拋出不支持克隆異常，緣由是沒有實現Cloneable接口
    @Override
    protected Person clone(){
        try{
            return (Person) super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

二、克隆類

public class MainClass {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person();
        Person person2 = person1.clone();
    }
}

這樣子克隆並不等同於Person p2 = p1；像Person p2 = p1；指的是在棧中建立一個變量p2，將p1的內存地址賦給p2，其實指的是同一個對象。而克隆是複製出一份如出一轍的對象，兩個對象內存地址不一樣，但對象中的結構與屬性值如出一轍。

這種不經過 new 關鍵字來產生一個對象，而是經過對象拷貝來實現的模式就叫作原型模式，這個模式的核心是一個clone( )方法，經過這個方法進行對象的拷貝，Java 提供了一個 Cloneable 接口來標示這個對象是可拷貝的，爲何說是「標示」呢？翻開 JDK 的幫助看看 Cloneable 是一個方法都沒有的，這個接口只是一個標記做用，在 JVM 中具備這個標記的對象纔有可能被拷貝，因此覆蓋了覆蓋clone()方法就能夠了。

在 clone()方法上增長了一個註解@Override， 沒有繼承一個類爲何能夠重寫呢？在 Java 中全部類的父類是Object 類，每一個類默認都是繼承了這個類，因此這個用上@Override是很是正確的。原型模式雖然很簡單，可是在 Java 中使用原型模式也就是 clone 方法仍是有一些注意事項的：對象拷貝時，類的構造函數是不會被執行的。 一個實現了 Cloneable 並重寫了 clone 方法的類 A,有一個無參構造或有參構造 B，經過 new 關鍵字產生了一個對象 S，再而後經過 S.clone()方式產生了一個新的對象 T，那麼在對象拷貝時構造函數 B 是不會被執行的， 對象拷貝時確實構造函數沒有被執行，這個從原理來說也是能夠講得通的，Object 類的 clone 方法的 原理是從內存中（具體的說就是堆內存）以二進制流的方式進行拷貝，從新分配一個內存塊，那構造函數 沒有被執行也是很是正常的了。

2、深度克隆與淺度克隆

一、淺度克隆

//若是要克隆就必須實現Cloneable接口
public class Person implements Cloneable{
    private String name;
    private String sex;
    private List<String> list;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
    public List<String> getList() {
        return list;
    }
    public void setList(List<String> list) {
        this.list = list;
    }
    //可能會拋出不支持克隆異常，緣由是沒有實現Cloneable接口
    @Override
    protected Person clone(){
        try{
            return (Person) super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

這就是淺度克隆，當被克隆的類中有引用對象（String或Integer等包裝類型除外）時，克隆出來的類中的引用變量存儲的仍是以前的內存地址，也就是說克隆與被克隆的對象是同一個。這樣的話兩個對象共享了一個私有變量，全部人均可以改，是一個種很是不安全的方式，在實際項目中使用仍是比較少的。

二、深度拷貝

//若是要克隆就必須實現Cloneable接口
public class Person implements Cloneable{
    private String name;
    private String sex;
    private List<String> list;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getSex() {
        return sex;
    }
    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
    public List<String> getList() {
        return list;
    }
    public void setList(List<String> list) {
        this.list = list;
    }
    //可能會拋出不支持克隆異常，緣由是沒有實現Cloneable接口
    @Override
    protected Person clone(){
        try{
            Person person = (Person) super.clone();
            List<String> newList = new ArrayList();
            
            for(String str : this.list){
                newList.add(str);
            }
            person.setList(newList);
            return person;
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

這樣就完成了深度拷貝，兩種對象互爲獨立，屬於單獨對象。

注意：final 類型修飾的成員變量不能進行深度拷貝

3、原型模式的使用場景　　

1. 在建立對象的時候，咱們不僅是但願被建立的對象繼承其基類的基本結構，還但願繼承原型對象的數據。
2. 但願對目標對象的修改不影響既有的原型對象（深度克隆的時候能夠徹底互不影響）。
3. 隱藏克隆操做的細節，不少時候，對對象自己的克隆須要涉及到類自己的數據細節。
4. 類初始化須要消耗很是多的資源，這個資源包括數據、硬件資源等。
5. 經過new產生一個對象須要很是繁瑣的數據準備或訪問權限，則可使用原型模式；
6. 一個對象須要提供給其它對象訪問，並且各個調用者可能都須要修改其值時，能夠考慮使用原型模式拷貝多個對象供調用者使用。在實際項目中，原型模式不多單獨出現，通常是和工廠方法模式一塊兒出現，經過clone的方法建立一個對象，而後由工廠方法提供給調用者。原型模式先產生一個包含大量共有信息的類，而後能夠拷貝出副本，修正細節消息，創建了一個完整的個性對象。

 

淺談設計模式<最通俗易懂的講解>