原型模式

什么是原型模式

克隆

原型模式是一个创建型的模式。原型二字表明了改模式应该有一个样板实例，用户从这个样板对象中复制一个内部属性一致的对象，这个过程也就是我们称的“克隆”。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构造耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例可使程序运行更高效。

原型模式应用场景

 

（1） 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗。 
（2）通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限，这时可以使用原型模式。 
（3）一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。

Spring框架中的多例就是使用原型。

原型模式UML类图（通用）

原型模式主要用于对象的复制，它的核心是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在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CloneNotSupportedException异常。 
　　（2）重写Object类中的clone方法。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方法的作用域修改为public类型。

原型模式分类

演示实例

/*
 * 书本类型，扮演的是ConcretePrototype角色，而Cloneable扮演Prototype角色
 */
public class Book implements Cloneable {

    private String title;// 标题
    private ArrayList<String> image = new ArrayList<String>();// 图片名列表

    public Book() {
        super();
    }

    /**
     * 重写拷贝方法
     */
    @Override
    protected Book clone() {
        try {
            Book book = (Book) super.clone();//
            book.image=(ArrayList<String>)this.image.clone();//深复制
            return book;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public ArrayList<String> getImage() {
        return image;
    }

    public void addImage(String img) {
        this.image.add(img);
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    /**
     * 打印内容
     */
    public void showBook() {
        System.out.println("----------------------Start----------------------");

        System.out.println("title：" + title);
        for (String img : image) {
            System.out.println("image name:" + img);
        }

        System.out.println("----------------------End----------------------");
    }
}

客户端代码
public class Client02 {

    public static void main(String[] args) {
        Book book1 = new Book();
        book1.setTitle("书1");
        book1.addImage("图1");
        book1.showBook();
        //以原型方式拷貝一份
        Book book2 = book1.clone();
        book2.showBook();
        book2.setTitle("书2");
        book2.addImage("圖2");
        book2.showBook();
        //再次还原打印书本
        book1.showBook();
        }

}

原型模式分为浅复制和深复制

浅复制 —-只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“（浅复制）浅拷贝”，换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。

深复制 —-在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。