Prototype

原型模式定义：创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，根本无需知道任何如何创建的细节。

工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。

原型模式好处：每次NEW一个对象，都需要执行一次构造函数，如果构造函数时间长，那么多次执行初始化的效率大大降低了。一般在初始化信息不变化的情况下，克隆是最好的方法。这既隐藏了对象创造的细节，又对性能是大大的提升。

 

//所有要克隆的类必须实现一个标识接口Cloneable，否则会抛出CloneNotSupportedException
public abstract class Prototype implements Cloneable  {

    protected String action = "nothing";
    
    public Prototype(){}
    
    public Prototype(String action){
        this.action = action;
    }

    public Prototype cloneObj(){
        try {
            return (Prototype) this.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.err.println("Prototype is not Cloneable");  
        }
        return this;
    }

    public String getAction() {
        return action;
    }

    public void setAction(String action) {
        this.action = action;
    }
    
}

public class ConcretePrototype extends Prototype {
    
    private int flag = 1;
    
    public ConcretePrototype(){}
    
    public ConcretePrototype(String action){
        super(action);
    }

    public void sayHi(){
        System.out.println(flag + " : " + action);
    }
    
}

    public static void main(String[] args) {
        
        ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype("swing");
        ConcretePrototype cp1 = (ConcretePrototype) cp.cloneObj();
        
        System.out.println(cp==cp1);
        cp1.setAction("run");
        
        cp.sayHi();
        cp1.sayHi();
    }

打印结果：

false
1 : swing
1 : run

浅复制：复制了值类型对象，对于引用类型对象，只复制了引用，它指向原来引用的对象。Java中clone为浅复制。

深复制：被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。换言之，深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。

class Wing implements Cloneable, Serializable{
    
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int width;
    
    private int weight;

    public Wing(int width, int weight){
        this.width = width;
        this.weight = weight;
    }
    
    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public int getWeight() {
        return weight;
    }

    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
    
    public Wing clone(){
        try {
            return (Wing)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.out.println("can't clone !");
        }
        return this;
    }
    
}

public class Plane implements Cloneable, Serializable{

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private Wing wing;
    
    private String name;
    
    public Plane(String name, Wing wing){
        this.name = name;
        this.wing = wing;
    }
    
    public void sayHi(){
        System.out.println("plane : " + name + " , wing width : " + 
                wing.getWidth() + " , wing weight : " + wing.getWeight() + " .");
    }
    
    /*浅复制
     * public Plane clone(){
        try {
            return (Plane)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.out.println("can't clone !");
        }
        return this;
    }*/
    
    /*深复制  Plane Wing 都 implements Cloneable, 可以不继承 Serializable
     * public Plane clone(){
        try {
            Plane p = (Plane)super.clone();
            p.setWing(this.wing.clone());
            return p;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.out.println("can't clone !");
        }
        return this;
    }*/
    
    /*
     * 深复制  Plane Wing 都 implements Serializable, 可以不继承 Cloneable
     */
    public Plane clone(){
        try {
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);
            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Plane)ois.readObject();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("io exception !");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.out.println("can't clone !");
        }
        return this;
    }
    
    public Wing getWing() {
        return wing;
    }

    public void setWing(Wing wing) {
        this.wing = wing;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
}

    public static void main(String[] args) {
        Wing wing = new Wing(200,1000);
        Plane p1 = new Plane("A", wing);
        Plane p2 = p1.clone();
        wing.setWidth(500);
        p1.sayHi();
        p2.sayHi();
    }

打印结果：

plane : A , wing width : 500 , wing weight : 1000 .
plane : A , wing width : 200 , wing weight : 1000 .

利用串行化来做深复制
把对象写到流里的过程是串行化（Serilization）过程，但是在Java程序师圈子里又非常形象地称为“冷冻”或者“腌咸菜（picking）”过程；而把对象从流中读出来的并行化（Deserialization）过程则叫做“解冻”或者“回鲜(depicking)”过程。应当指出的是，写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面，因此“腌成咸菜”的只是对象的一个拷贝，Java咸菜还可以回鲜。
在Java语言里深复制一个对象，常常可以先使对象实现Serializable接口，然后把对象（实际上只是对象的一个拷贝）写到一个流里（腌成咸菜），再从流里读出来（把咸菜回鲜），便可以重建对象。

（1）Java的clone（）方法
 1.clone方法将对象复制了一份并返回给调用者。一般而言，clone（）方法满足：
 2.对任何的对象x，都有x.clone() !=x//克隆对象与原对象不是同一个对象
 3.对任何的对象x，都有x.clone().getClass()= =x.getClass()//克隆对象与原对象的类型一样
 4.如果对象x的equals()方法定义恰当，那么x.clone().equals(x)应该成立。

（2）Java中对象的克隆
 1.为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。
 2.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public。
 3.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。
 4.在派生类中实现Cloneable接口。