设计模式之原型模式（java实现）

原型模式（Prototype Pattern）:就是从一个对象再创建另一个可定制对象的，而且不需要知道任何创建的细节。所谓原型模式，就是 Java 中的克隆技术，以某个对象为原型。复制出新的对象。显然新的对象具备原 型对象的特点，效率高(避免了重新执行构造过程步骤)。

所以当直接创建对象代价比较大的时候，推荐使用这种设计模式，例如对象在访问数据库操作之后被创建，那么可以缓存该对象，在下一个请求是返回它的克隆，这样可以减少对数据库的调用来提高性能。

在Spring中，把对象中配置的依赖关系，在每次使用对象之前，都会创建一个新的对象，并且会将依赖关系完整的赋值给这个行创建的对象。

在java中拷贝主要继承于Cloneable，直接实现的就是浅拷贝。

浅拷贝简单的理解就是当复制一个对象的时候，其实他的引用地址是不变的，那么当原对象更改了的话，复制的对象也会跟着更改。

而深拷贝则是，复制一个对象的时候，新的对象会重新申请新的内存空间，虽然结构和原对象是一样的，但是当拷贝完成之后，改变原对象的结构，并不会影响新的对象。

所以原型模式，也有对应的两种返回，即返回浅拷贝的对象和深拷贝的对象。

下面就是具体的实现了：

例子是一个比方，类MonkeyKing 继承于Monkey，然后它里面有浅拷贝方法clone()和深拷贝方法copy（）（一般来说只需要一个，实际使用中如果需要深拷贝，一般是重写clone（）方法）。

首先设计类图:

Monkey类的实现

package ProtoType;

import java.util.Date;

//猴子
public class Monkey {
    //身高
    protected int height;//基本
    //体重
    protected int weight;
    //生日
    protected Date birthday;//不是基本类型

    public int getHeight() {
        return height;
    }
    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }
    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
}

GoldRingStaff实现

package ProtoType;

import java.io.Serializable;

/**
 * 金箍棒
 *
 */
public class GoldRingedStaff implements Serializable {
    private float height = 100; //长度
    private float diameter = 10;//直径


    /**
     * 金箍棒长大
     */
    public void grow(){
        this.diameter *= 2;
        this.height *= 2;
    }

    /**
     * 金箍棒缩小
     */
    public void shrink(){
        this.diameter /= 2;
        this.height /= 2;
    }
}

MonkeyKing 类实现

package ProtoType;

import java.io.*;
import java.util.Date;
import ProtoType.GoldRingedStaff;

public class MonkeyKing extends Monkey implements Cloneable,Serializable {
    private GoldRingedStaff goldRingedStaff;

    public MonkeyKing(){
        this.goldRingedStaff = new GoldRingedStaff();
        this.birthday = new Date();
        this.height = 150;
        this.weight = 324;
        System.out.println("------------");

    }

    public Object clone(){
        //浅克隆
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    //深克隆 需要通过序列化操作
    public Object copy() {
        ByteArrayOutputStream bos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        ByteArrayInputStream bis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try{
            //序列化
            bos = new ByteArrayOutputStream();
            oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);

            //反序列化
            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);
            MonkeyKing copy = (MonkeyKing)ois.readObject();
            copy.birthday = new Date();
            return copy;

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }finally {
            try {
                bos.close();
                oos.close();
                bis.close();
                ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public GoldRingedStaff getGoldRingedStaff() {
        return goldRingedStaff;
    }

    public void setGoldRingedStaff(GoldRingedStaff goldRingedStaff) {
        this.goldRingedStaff = goldRingedStaff;
    }

    public void change(){
        MonkeyKing origin = new MonkeyKing();
        MonkeyKing monkeyKingClone = (MonkeyKing)origin.clone();


        System.out.println("大圣本尊生日是：" + origin.getBirthday().getTime());
        System.out.println("---------浅拷贝-------\n");
        System.out.println("克隆大圣的生日是:" + monkeyKingClone.getBirthday().getTime());
        System.out.println("大圣本尊和克隆大圣是否为同一个对象:" + (origin == monkeyKingClone));
        System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒跟克隆大圣持有金箍棒是否为同一个对象:" + (origin.getGoldRingedStaff() == monkeyKingClone.getGoldRingedStaff()));
        MonkeyKing monkeyKingCopy = (MonkeyKing)copy();
        System.out.println("---------深拷贝-------\n");
        System.out.println("克隆大圣的生日是:" + monkeyKingCopy.getBirthday().getTime());
        System.out.println("大圣本尊和克隆大圣是否为同一个对象:" + (origin == monkeyKingCopy));
        System.out.println("大圣本尊持有的金箍棒跟克隆大圣持有金箍棒是否为同一个对象:" + (origin.getGoldRingedStaff() == monkeyKingCopy.getGoldRingedStaff()));



    }

}

创建一个测试类：

package ProtoType;

public class MonkeyKingTest {
    public static void main(String[] args) {
        MonkeyKing monkeyKing = new MonkeyKing();
        monkeyKing.change();
    }

}

执行，测试类，返回结果：