设计模式-原型模式

原型模式

原型模式介绍

定义

用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型相同或相似的新对象。在这里，原型实例指定了要创建的对象的种类。用这种方式创建对象非常高效，根本无须知道对象创建的细节。

优点

• 性能上更高效
• 可以深度克隆保存对象状态，实现快照

缺点

• 需要实现 Cloneable 接口 -> 实现clone方法
• 当对已有类进行改造时，可能需要修改clone方法代码，违背开闭原则
• 实现深克隆需要写复杂的代码，且对象之间存在多重嵌套引用时，每一层对象都需要支持深克隆！

应用场景

• 对象之间相同或相似
• 创建对象成本过大
• 创建对象需要繁琐的数据准备或访问权限等，需要提高性能或提高安全性
• 系统中大佬使用该类对象，且每个调用者都需要对其属性修改

原型模式的结构与实现

在Java中实现Clonable接口即可

结构

抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的接口。
具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

实现

在Java中Object类提供了native修饰的clone()方法，实现了对象的浅拷贝！具体原型类只要实现Cloneable接口然后调用super.clone()即可实现对象的浅拷贝，这里的Clonable接口就是抽象原型类。

1. 浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。

   public class ShallowCopy implements Cloneable {
       public Date createTime;
       public ShallowCopy() {
           createTime = new Date();
       }
       @Override
       public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
           return super.clone();
       }
   	// 浅拷贝只拷贝了引用！！！
       public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
           ShallowCopy prototype = new ShallowCopy();
           ShallowCopy clone = (ShallowCopy) prototype.clone();
           // 修改clone的createTime
           clone.createTime.setTime(System.currentTimeMillis());
           System.out.println(prototype==clone); // false -> 创建了新对象
           System.out.println(prototype.createTime==clone.createTime); // true -> 属性是同一个对象引用，没有被拷贝
       }
   }
   

2. 深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

   public class DeepCopy implements Cloneable{
       public Date createTime;
       public DeepCopy() {
           createTime = new Date();
       }
       @Override
       public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
           DeepCopy copy = (DeepCopy) super.clone(); // 浅拷贝
           copy.createTime = (Date) createTime.clone(); // 深拷贝，将数据也拷贝
           return copy;
       }
   
       public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
           DeepCopy prototype = new DeepCopy();
           DeepCopy copy = (DeepCopy) prototype.clone();
           System.out.println(prototype==copy); // false -> 创建了新的对象
           System.out.println(prototype.createTime==copy.createTime); // false -> 深拷贝！数据页进行了拷贝生成了新对象
       }
   }