通俗易懂的java设计模式之 --原型模式

原型模式是一种创建型设计模式，它允许通过复制现有对象来创建新对象，而无需通过实例化构造函数来创建新对象。在 Java 中，实现原型模式通常使用 Cloneable 接口和 clone() 方法。

下面是一个简单的例子来说明原型模式的使用。假设我们有一个包含一些基本数据类型和对象引用的复杂对象，我们希望创建该对象的副本而不是新的实例。这种情况下，我们可以使用原型模式来克隆对象，而不必重新创建对象。

首先，我们定义一个可克隆的类 Person，并实现 Cloneable 接口和 clone() 方法：

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private List<String> hobbies;
    
    public Person(String name, int age, List<String> hobbies) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.hobbies = hobbies;
    }
    
    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> getHobbies() {
        return hobbies;
    }
    
    public void setHobbies(List<String> hobbies) {
        this.hobbies = hobbies;
    }
    
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person clonedPerson = (Person) super.clone();
        clonedPerson.hobbies = new ArrayList<>(hobbies);
        return clonedPerson;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个 Person 类，它包含三个属性：name、age 和 hobbies。我们实现了 Cloneable 接口，并重写了 clone() 方法。在 clone() 方法中，我们首先调用父类的 clone() 方法，然后克隆 hobbies 属性。由于 hobbies 是一个 List 对象，因此我们使用 ArrayList 的构造函数来创建一个新的 List 对象，其中包含与原始对象相同的元素。

现在，我们可以使用 Person 类来创建一个原型对象，并使用 clone() 方法来创建该对象的副本：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        List<String> hobbies = new ArrayList<>();
        hobbies.add("reading");
        hobbies.add("swimming");
        Person originalPerson = new Person("Tom", 20, hobbies);
        Person clonedPerson = (Person) originalPerson.clone();
        clonedPerson.getHobbies().add("traveling");
        System.out.println(originalPerson.getHobbies()); // [reading, swimming]
        System.out.println(clonedPerson.getHobbies()); // [reading, swimming, traveling]
    }
}

在上面的代码中，我们首先创建一个包含两个 hobby 的 Person 对象 originalPerson。然后，我们使用 clone() 方法创建一个新的 Person 对象 clonedPerson，它是 originalPerson 的副本。我们向 clonedPerson 的 hobbies 属性添加一个新元素 "traveling"，并输出 originalPerson 和 clonedPerson 的 hobbies 属性。可以看到，originalPerson 和 clonedPerson 的 hobbies 属性相同，但 clonedPerson 的 hobbies 属性包了一个新的元素 "traveling"。

使用原型模式的优点是可以避免重复创建对象，特别是创建大型对象时，可以大大提高性能。此外，原型模式可以简化对象的创建过程，因为它允许我们通过复制现有对象来创建新对象，而不必了解对象的内部细节。

然而，原型模式也有一些缺点。首先，需要实现 Cloneable 接口和 clone() 方法，这可能会导致代码的复杂性和可读性下降。其次，如果克隆的对象包含引用类型的属性，那么这些属性也需要实现 Cloneable 接口和 clone() 方法，否则克隆的对象可能不完整或不正确。最后，使用原型模式可能会导致对象的状态被共享，这可能会导致意外的副作用。

总之，原型模式是一种非常有用的设计模式，它可以帮助我们复制现有对象来创建新对象。但是，在使用原型模式时，我们需要小心，确保正确地实现 clone() 方法，并注意共享对象状态的风险。