4 创建型模式之

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

类型：创建类模式

类图：

原型模式主要用于对象的复制，它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件：

实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此，Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。

原型模式是一种比较简单的模式，也非常容易理解，实现一个接口，重写一个方法即完成了原型模式。在实际应用中，原型模式很少单独出现。经常与其他模式混用，他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。

代码如下

 1 public class Book implements Cloneable{
 2     private String name;
 3     private int price;
 4 
 5 
 6     public String getName() {
 7         return name;
 8     }
 9 
10     public void setName(String name) {
11         this.name = name;
12     }
13 
14     public int getPrice() {
15         return price;
16     }
17 
18     public void setPrice(int price) {
19         this.price = price;
20     }
21 
22     @Override
23     public String toString() {
24         return "name="+name+" price="+price;
25     }
26 
27     @Override
28     protected Book clone() throws CloneNotSupportedException {
29         return (Book) super.clone();
30     }
31 }

测试类如下：

 1 //测试类
 2 public class BookTest {
 3 
 4     public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 5         test();
 6     }
 7 
 8     public static void test() throws CloneNotSupportedException {
 9         Book book = new Book();
10         book.setName("JAVA设计模式");
11         book.setPrice(74);
12         Book book1 = book.clone();
13         
14         System.out.println(book1);
15         System.out.println(book);
16 
17     }
18 
19 }

原型模式的优点及适用场景

使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大对象时，性能的差别非常明显。

使用原型模式的另一个好处是简化对象的创建，使得创建对象就像我们在编辑文档时的复制粘贴一样简单。

因为以上优点，所以在需要重复地创建相似对象时可以考虑使用原型模式。比如需要在一个循环体内创建对象，假如对象创建过程比较复杂或者循环次数很多的话，使用原型模式不但可以简化创建过程，而且可以使系统的整体性能提高很多。

原型模式的注意事项

使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的，它直接在内存中复制数据，因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行，甚至连访问权限都对原型模式无效。还记得单例模式吗？单例模式中，只要将构造方法的访问权限设置为private型，就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限，所以，单例模式与原型模式是冲突的，在使用时要特别注意。
深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝，这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝，必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝。例如：

 1 public class Prototype implements Cloneable {  
 2     private ArrayList list = new ArrayList();  
 3     public Prototype clone(){  
 4         Prototype prototype = null;  
 5         try{  
 6             prototype = (Prototype)super.clone();  
 7             prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();  
 8         }catch(CloneNotSupportedException e){  
 9             e.printStackTrace();  
10         }  
11         return prototype;   
12     }  
13 }

由于ArrayList不是基本类型，所以成员变量list，不会被拷贝，需要我们自己实现深拷贝，幸运的是Java提供的大部分的容器类都实现了Cloneable接口。所以实现深拷贝并不是特别困难。

PS：深拷贝与浅拷贝问题中，会发生深拷贝的有java中的8中基本类型以及他们的封装类型，另外还有String类型。其余的都是浅拷贝。

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