设计模式之原型模式（Prototype）

1.初识原型模式

       大家都知道连锁机构是现在灰常流行的商业模式，比如咖啡之翼，那么假设咖啡之翼要在长春新建立一个分店，所经营的产品和以前在其他的城市已经存在的店经营的产品差不多，那么面向对象开发的角度怎么解决这个问题呢？难道要重新的实例化一个咖啡之翼的店？？这显然不太好吧，咖啡之翼里面经营的产品（假设是属性吧）都需要重新写，这就是在做大量的重复工作啊，这显然是不符合OO开发思想的。遇到这样的情况，并不是重新建立一个类来解决这样的问题，而是通过设计模式中的“原型模式”来解决这种问题。是这种问题，也就是这类问题，具体是哪类问题最后总结比较好一点。

2.原型模式实现

       利用原型模式来解决上面的问题，是这样实现的。通过在类中实现一个叫做clone的函数，这样通过该类已经实例化的一个对象Sample调用Sample.clone()就完成了已存在对象Sample 的复制。看到上面加深的“实现”两个字了吗？这里面用“实现”两个字是有原因的，实际上若一个java类不指明从哪个类继承而来则默认为从Object直接继承而来，Object类中存在clone方法，这也就被继承了，因此称之为“实现”。实际上要完成克隆功能的类不仅要实现clone方法还要实现Cloneable接口。这又是为啥子呢？因为虽然Object类中存在clone方法，但是设置为protected类型，来限制外部类的访问。因此要通过实现Cloneable接口来完成。如此一来，原型似乎就可以实现啦。

3.浅克隆和深克隆

       怎么分为浅克隆和深克隆呢？有没有想过这种方式得来的对象和源对象有什么关系呢？其实，新得到的对象和源对象是不同的对象，具有不同的内存地址，但是根据对象内部属性可以分为浅克隆和深克隆。如果我说：“我们希望即使修改了克隆后的对象的属性值，也不会影响到源对象，这种克隆方式称之为深克隆”，那么浅克隆是不是也就理解了呢。显然，如果不希望修改复制后的对象对原来的对象产生影响则要用深克隆，这种情况很常见的，大家编过一点的程序应该都遇到过。自然相对于浅克隆，深克隆是稍稍复杂一点的。

4.原型模式适用场合：

原型模式在几个方面比较有效：

       4.1如果说我们的对象类型不是刚开始就可以确定，而是这个类型是在运行期确定的话，那么我们通过这个类型的对象克隆出一个新的类型更容易。

       4.2有的时候我们可能在实际的项目中需要一个对象在某个状态下的副本

       4.3当我们在处理一些对象比较简单，并且对象之间的区别很小，可能只是很固定的几个属性不同的时候，可能我们使用原型模式更合适。

       注：东西不要学死，重要的是理解不是背诵，原型模式还有其他可用的场合，要理解原型模式的原理，这样才能真正地为我所用，这只是一种思想，可能在很多地方好用，只有真正地理解才能在以后的实践中提出新的看法。

原型模式虽然是创建型的模式，但是与工程模式没有关系，从名字即可看出，该模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。本小结会通过对象的复制，进行讲解。在Java中，复制对象是通过clone()实现的，先创建一个原型类：

[java] view plaincopy

1. public class Prototype implements Cloneable {  
2.   
3.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
4.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
5.         return proto;  
6.     }  
7. }  

很简单，一个原型类，只需要实现Cloneable接口，覆写clone方法，此处clone方法可以改成任意的名称，因为Cloneable接口是个空接口，你可以任意定义实现类的方法名，如cloneA或者cloneB，因为此处的重点是super.clone()这句话，super.clone()调用的是Object的clone()方法，而在Object类中，clone()是native的，具体怎么实现，我会在另一篇文章中，关于解读Java中本地方法的调用，此处不再深究。在这儿，我将结合对象的浅复制和深复制来说一下，首先需要了解对象深、浅复制的概念：

浅复制：将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。

深复制：将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。

此处，写一个深浅复制的例子：

[java] view plaincopy

1. public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
2.   
3.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
4.     private String string;  
5.   
6.     private SerializableObject obj;  
7.   
8.     /* 浅复制 */  
9.     public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
10.         Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
11.         return proto;  
12.     }  
13.   
14.     /* 深复制 */  
15.     public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
16.   
17.         /* 写入当前对象的二进制流 */  
18.         ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
19.         ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
20.         oos.writeObject(this);  
21.   
22.         /* 读出二进制流产生的新对象 */  
23.         ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
24.         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
25.         return ois.readObject();  
26.     }  
27.   
28.     public String getString() {  
29.         return string;  
30.     }  
31.   
32.     public void setString(String string) {  
33.         this.string = string;  
34.     }  
35.   
36.     public SerializableObject getObj() {  
37.         return obj;  
38.     }  
39.   
40.     public void setObj(SerializableObject obj) {  
41.         this.obj = obj;  
42.     }  
43.   
44. }  
45.   
46. class SerializableObject implements Serializable {  
47.     private static final long serialVersionUID = 1L;  
48. }  

 

要实现深复制，需要采用流的形式读入当前对象的二进制输入，再写出二进制数据对应的对象。