原型模式_创建型模式

一种对象创建型模式，使用原型实例指定创建对象的种类。拷贝对象。实际是对Cloneable接口的使用。
该模式也运用到了深拷贝和浅拷贝这个知识点。
核心组成:

• Prototype: 声明克隆方法的接口，即Cloneable接口，原型模式即为对整个接口的实现，其中实践了深拷贝和浅拷贝知识点
• ConcretePrototype：具体的原型类，实现了克隆接口
• Client: 原型类克隆而得到的实例

浅拷贝实现 Cloneable，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流

浅拷贝
如果原型对象的成员变量是基本数据类型（int、double、byte、boolean、char等），将复制一份给克隆对象；
如果原型对象的成员变量是引用类型，则将引用对象的地址复制一份给克隆对象，也就是说原型对象和克隆对象的成员变量指向相同的内存地址
​通过覆盖Object类的clone()方法可以实现浅克隆

深拷贝
无论原型对象的成员变量是基本数据类型还是引用类型，都将复制一份给克隆对象，如果需要实现深克隆，可以通过序列化(Serializable)等方式来实现
原型模式是内存二进制流的拷贝，比new对象性能高很多，使用的时候记得注意是选择浅拷贝还是深拷贝

// 原型对象
public class Person implements Cloneable {
    String name;
    int age;
    
    public Person() {
        System.out.println("---调用构造函数----");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age;
    }

    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;
    }
    
    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }

}

可以看到，在生成person1 和person2的过程中只调用了一次构造方法。即得到了两个对象。
但是如果原型对象包含引用类型时，那么会出现意外的效果。因此需要改造原型类

public class Person implements Cloneable, Serializable {
    String name;
    int age;
    List<String> list;

    public Person() {
        System.out.println("---调用构造函数----");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", list=" + list +
                '}';
    }

    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 List<String> getList() {
        return list;
    }

    public void setList(List<String> list) {
        this.list = list;
    }

    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }
	// 声明深拷贝方法
    public Person deepClone() {
        // 输出序列化
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
            oos.writeObject(this);

            // 输入，反序列化
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
            Person person = (Person) ois.readObject();
            return person;
        } catch (IOException  | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

总结：

优点

• 当创建新的对象实例较为复杂时，使用原型模式可以简化对象的创建过程，可以提高新实例的创建效率
• 辅助实现撤销操作，使用深克隆的方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，以便在需要的时候使用恢复到历史状态

缺点

• 需要为每一个类配备一个克隆方法，对已有的类进行改造时，需要修改源代码，违背了“开闭原则”