一. 传统方法
以克隆羊为例
1. 代码示例
Sheep类，表示定义羊的模板
public class Sheep {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
return "sheep{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", color='" + color + '\'' +
'}';
}
}Client类，表示客户端，用于执行克隆，传统方式如下进行克隆
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("喜羊羊", 1, "白色");
//传统方式克隆
Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
System.out.println(sheep);
System.out.println(sheep2);
}
}2. 传统方式优缺点分析
优点是比较好理解，简单易操作。
缺点是在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较低。总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态,不够灵活。
Java中Object类是所有类的根类，Object类提供了一个clone()方法，该方法可以将一个Java对象复制一份，但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口Cloneable，该接口表示该类能够复制且具有复制的能力，因此引出原型模式。
二. 原型模式
1. 概念
原型(Prototype)模式指用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新的对象。原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节。工作原理是通过将一个原型对象传给要准备创建的对象，要准备创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即对象.clone()。就好比孙悟空拔出猴毛， 变出其它孙悟空。
优点：创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能够提高效率。不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态。如果原始对象发生变化(增加或者减少属性)，其它克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码。
缺点: 且需要为每一个类配备一一个克隆方法，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，需要修改其源代码，违背了ocp原则。
2. 代码示例
Sheep类，表示定义羊的模板，实现了接口Cloneable，并重写了clone()方法，
public class Sheep implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
return "sheep{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", color='" + color + '\'' +
'}';
}
//克隆该示例，使用默认的clone()方法
@Override
protected Object clone(){
Sheep sheep = null;
try {
sheep = (Sheep) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return sheep;
}
}Client类，表示客户端，用于执行克隆，直接用sheep.clone()实现克隆
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("喜羊羊", 1, "白色");
//浅拷贝克隆
Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();
System.out.println(sheep2);
}
}输出结果
三. 原型模式之浅拷贝
1. 概念
对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。
上面的克隆羊就是浅拷贝sheep = (Sheep) super.clone()，浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现。
2. 代码示例
Sheep类，新增Sheep friend的成员变量
public class Sheep implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private String color;
private Sheep friend;
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public Sheep getFriend() {
return friend;
}
public void setFriend(Sheep friend) {
this.friend = friend;
}
@Override
public String toString() {
return "Sheep{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", color='" + color + '\'' +
", friend=" + friend +
'}';
}
//克隆该示例，使用默认的clone()方法
@Override
protected Object clone(){
Sheep sheep = null;
try {
sheep = (Sheep) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return sheep;
}
}
Client类，执行浅拷贝
public class Client{
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("喜羊羊", 1, "白色");
sheep.setFriend(new Sheep("美羊羊", 1, "白色"));
Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();
//浅拷贝克隆
System.out.println("sheep:"+sheep+" sheep.friend:"+sheep.getFriend().hashCode());
System.out.println("sheep2:"+sheep2+" sheep2.friend:"+sheep2.getFriend().hashCode());
}
}输出结果
friend的hashCode相同，说明对于数据类型是引用数据类型的成员变量，该成员变量都指向同一个实例，在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。
四. 原型模式之深拷贝
1. 概念
复制对象的所有基本数据类型的成员变量值，为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象进行拷贝。
深拷贝实现方式： 1. 重写clone方法来实现深拷贝 2. 通过对象序列化实现深拷贝
2. 代码示例
2.1 重写clone方法来实现深拷贝
OldSheep类，内部仅有基本数据类型的成员变量，直接使用默认的clone()方法
public class OldSheep implements Cloneable {
private static final long serialVersionUID= 1L;
private String name;
private int age;
private String color;
public OldSheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}Sheep类，将OldSheep类作为引用类型的成员变量，重写克隆方法实现深拷贝。先对自身基本数据类型进行默认克隆，在单独处理引用数据类型。
public class Sheep implements Cloneable{
public String name;
public OldSheep friend;
public Sheep() {
super();
}
//深拷贝-重写克隆方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object deep = null;
//完成对基本数据类型的克隆
deep = super.clone();
//对引用类型的属性，单独处理
Sheep sheep = (Sheep)deep;
sheep.friend = (OldSheep) friend.clone();
return deep;
}
}
Client类，进行验证
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Sheep sheep = new Sheep();
sheep.name = "喜羊羊";
sheep.friend = new OldSheep("美羊羊",1,"白色");
//深拷贝克隆
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
System.out.println("name:"+sheep.name+" sheep.friend:"+sheep.friend.hashCode());
System.out.println("name:"+sheep2.name+" sheep2.friend:"+sheep2.friend.hashCode());
}
}输出结果
深拷贝前后引用数据类型friend的hashCode不一致，表明该成员变量没有指向同一个实例
2.2 通过对象序列化实现深拷贝
OldSheep类实现Serializable
public class OldSheep implements Serializable {
private String name;
private int age;
private String color;
public OldSheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}Sheep类实现Serializable，并通过序列化以流的方式输出，再以反序列化输入实现深拷贝
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Sheep sheep = new Sheep();
sheep.name = "喜羊羊";
sheep.friend = new OldSheep("美羊羊",1,"白色");
//方式1 - 完成深拷贝克隆
// Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
//方式2 - 完成深拷贝克隆
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.deepClone();
System.out.println("name:"+sheep.name+" sheep.friend:"+sheep.friend.hashCode());
System.out.println("name:"+sheep2.name+" sheep2.friend:"+sheep2.friend.hashCode());
}
}Client类执行方式2完成深拷贝克隆
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Sheep sheep = new Sheep();
sheep.name = "喜羊羊";
sheep.friend = new OldSheep("美羊羊",1,"白色");
//方式2 - 完成深拷贝克隆
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.deepClone();
System.out.println("name:"+sheep.name+" sheep.friend:"+sheep.friend.hashCode());
System.out.println("name:"+sheep2.name+" sheep2.friend:"+sheep2.friend.hashCode());
}
}输出结果
与方式1结论一致
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