原型模式（Prototype Pattern）是创建模式的一种，其作用是提高创建效率，减少计算机资源开销，与工厂模式类似的是，都屏蔽了对象实例化的过程...
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概述
原型模式是23GOF模式的一种，其特点就是通过克隆/拷贝的方式来，节约创建成本和资源，被拷贝的对象模型就称之为原型。
举例：在写PPT的时候，大多情况下模板风格都是一致的，只是其中部分描述内容发生变化，这个时候你会选择Ctrl+C/V还是新建一页PPT一边听《从头再来》一边调整图片和样式？
JAVA中对原型模式提供了良好的支持，我们只需要实现Cloneable接口即可，它的目的就是将对象标记为可被复制
优点
- 简化对象创建过程，通过拷贝的方式构建效率更高
- 可运行时指定动态创建的对象
缺点
- 需要实现
Cloneable接口，clone位于内部，不易扩展，容易违背开闭原则(程序扩展,不应该修改原有代码) - 默认的
clone只是浅克隆，深度克隆需要额外编码(比如：统一实现Cloneable接口，或者序列化方式，还有org.apache.commons:commons-lang3.SerializationUtils.java)
注意点
- 通过内存拷贝的方式构建出来的，会忽略构造函数限制
- 需要注意
深拷贝和浅拷贝，默认Cloneable是浅拷贝，只拷贝当前对象而不会拷贝引用对象，除非自己实现深拷贝 - 与
单例模式冲突，clone是直接通过内存拷贝的方式，绕过构造方法 - 常用克隆不可变对象,如果你克隆的对象10个字段改9个还不如实例化算了
- clone只是一个语法，非强制方法命名
- 很少单独出现，常与
工厂模式相伴
适用场景
- 常用在初始化步骤繁琐，资源耗损严重的对象
案例
案例一：浅拷贝
class Address {
private String description;
// 省略 Getter And Setter
}
public class Customer implements Cloneable {
private int id;
private String name;
private Address address;
private List<String> hobbies;
// 省略 Getter And Setter
@Override
protected Customer clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Customer) super.clone();
}
@Override
public String toString() {
return "Customer{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
", address=" + address +
", hobbies=" + hobbies +
", customer-hashCode=" + this.hashCode() +
", address-hashCode=" + this.address.hashCode() +
'}';
}
}
public class PrototypeDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
List<String> hobbies = new ArrayList<>();
hobbies.add("篮球");
hobbies.add("足球");
Customer original = new Customer(1, "淘宝客户-1", new Address("上海市"), hobbies);
Customer cloned = original.clone();
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 开始 //////////////////////////////////////////////////");
System.out.println("原始信息：" + original.toString());
System.out.println("拷贝信息：" + cloned.toString());
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 结束 //////////////////////////////////////////////////\n\n");
}
}分析： 从日志中可以发现，我们无需通过new Object()的方式去实例化对象，而是调用Object.clone()同样可以，Customer的hashCode也发生了改变，由此可以推断出它们的引用已经发生变化了，但是Address的hashCode一模一样，前面说到过Cloneable是浅克隆的，并不会拷贝其它引用对象
////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 开始 //////////////////////////////////////////////////
原始信息：Customer{id=1, name='淘宝客户-1', address=Address{description='上海市'}, hobbies=[篮球, 足球], customer-hashCode=460141958, address-hashCode=1163157884}
拷贝信息：Customer{id=1, name='淘宝客户-1', address=Address{description='上海市'}, hobbies=[篮球, 足球], customer-hashCode=1956725890, address-hashCode=1163157884}
////////////////////////////////////////////////// 修改前原始信息信息 - 结束 //////////////////////////////////////////////////
案例二：浅拷贝
public class PrototypeDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
List<String> hobbies = new ArrayList<>();
hobbies.add("篮球");
hobbies.add("足球");
Customer original = new Customer(1, "淘宝客户-1", new Address("上海市"), hobbies);
Customer cloned = original.clone();
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 开始 //////////////////////////////////////////////////");
original.setName("淘宝客户-2");
original.getHobbies().add("音乐");
System.out.println("原始信息：" + original.toString());
System.out.println("拷贝信息：" + cloned.toString());
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 结束 //////////////////////////////////////////////////\n\n");
}
}分析： Customer本身的属性值修改与原始对象并不冲突，它们都是各自一份，但集合类型修改后，克隆对象输出的与原始对象如出一辙，不难发现Cloneable的浅克隆范围只支持基本类型
////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 开始 //////////////////////////////////////////////////
原始信息：Customer{id=1, name='淘宝客户-2', address=Address{description='上海市'}, hobbies=[篮球, 足球, 音乐], customer-hashCode=460141958, address-hashCode=1163157884}
拷贝信息：Customer{id=1, name='淘宝客户-1', address=Address{description='上海市'}, hobbies=[篮球, 足球, 音乐], customer-hashCode=1956725890, address-hashCode=1163157884}
////////////////////////////////////////////////// 修改后原始信息信息 - 结束 //////////////////////////////////////////////////案例三：深浅拷贝命名？
class Address implements Cloneable {
// Address 也实现 Cloneable
}
@Override
protected Address clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Address) super.clone();
}
public class Customer implements Cloneable {
// 重复代码省略...
protected Customer shallow() throws CloneNotSupportedException {
return (Customer) super.clone();
}
protected Customer deep() throws CloneNotSupportedException {
Customer clone = (Customer) super.clone();
clone.setAddress(clone.getAddress().clone());
return clone;
}
}
public class PrototypeDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 半深浅克隆 - 开始 //////////////////////////////////////////////////");
original.setAddress(new Address("北京市"));
Customer shallow = original.shallow();
System.out.println("浅克隆：" + shallow.toString());
Customer deep = original.deep();
original.setAddress(new Address("天津市"));
original.getHobbies().add("电影");
System.out.println("深克隆：" + deep.toString());
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 半深浅克隆 - 结束 //////////////////////////////////////////////////\n\n");
}
}分析： 我们定义了两个非clone的方法名，同样可以做到克隆特性，此时从deep()中可以看到修改原始的Address并没有影响到现有的克隆对象，这是因为内部通过硬编码的方式控制的，虽然引用的Address对象发生改变，但是List<String>还是同一个引用，依旧做不到完全的深度克隆
////////////////////////////////////////////////// 半深浅克隆 - 开始 //////////////////////////////////////////////////
浅克隆：Customer{id=1, name='淘宝客户-2', address=Address{description='北京市'}, hobbies=[篮球, 足球, 音乐], customer-hashCode=356573597, address-hashCode=1735600054}
深克隆：Customer{id=1, name='淘宝客户-2', address=Address{description='北京市'}, hobbies=[篮球, 足球, 音乐, 电影], customer-hashCode=21685669, address-hashCode=2133927002}
////////////////////////////////////////////////// 半深浅克隆 - 结束 //////////////////////////////////////////////////案例四：序列化实现深度克隆
class Address implements Cloneable,Serializable {
private static final long serialVersionUID = 783202091017893997L;
}
public class Customer implements Cloneable, Serializable {
private static final long serialVersionUID = 783202091017893997L;
protected Customer deepCopy() throws Exception {
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos);
out.writeObject(this);
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bis);
return (Customer) in.readObject();
}
}
public class PrototypeDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 深浅克隆 - 开始 //////////////////////////////////////////////////");
Customer deepCopy = original.deepCopy();
original.setAddress(new Address("长沙市"));
original.getHobbies().add("乒乓球");
System.out.println("深克隆：" + deepCopy.toString());
System.out.println("////////////////////////////////////////////////// 深浅克隆 - 结束 //////////////////////////////////////////////////\n\n");
}
}分析： 实现Serializable，通过序列化的方式与原始数据完全脱离关系，从而达到深度克隆效果，当然一般用SerializationUtils.clone(original)方式比我们自己写的会更好
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.4</version>
</dependency>////////////////////////////////////////////////// 深浅克隆 - 开始 //////////////////////////////////////////////////
深克隆：Customer{id=1, name='淘宝客户-2', address=Address{description='天津市'}, hobbies=[篮球, 足球, 音乐, 电影], customer-hashCode=1020371697, address-hashCode=789451787}
////////////////////////////////////////////////// 深浅克隆 - 结束 //////////////////////////////////////////////////案例五：如何配合工厂模式使用？
这个简单问题就留给读者思考吧，欢迎探讨交流，三人行必有我师!!!总结
本章介绍了什么是原型模式以及使用它的优缺点，其模式在开发过程中几乎用不上（反正我没用到过，欢迎探讨），但这并不能说明它是无用，存在即合理，设计模式不仅用作与JAVA软件编程，更多情况下模式的作用是在某种程度下避免复杂的设计
- 说点什么
全文代码：https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter3/battcn-prototype
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