文章目录
引例原型模式浅拷贝深拷贝引例
标题无意冒犯
在介绍原型模式前，我们先从实际问题出发，对比解决方法前后优劣点。
问题：
现在有一只羊（包含属性：名字Dolly、年龄2），需要克隆10只属性完全相同的羊。
一般解法：
定义Sheep类表示羊，包括构造器、getter()和toString()。
public class Sheep {private String name;private int age;public Sheep(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
在客户端实例化多利，然后再根据多利的属性去实例化10只羊。
public class Client {public static void main(String[] args) {Sheep sheepDolly=new Sheep("Dolly",2);Sheep sheep1 = new Sheep(sheepDolly.getName(), sheepDolly.getAge());Sheep sheep2 = new Sheep(sheepDolly.getName(), sheepDolly.getAge());Sheep sheep3 = new Sheep(sheepDolly.getName(), sheepDolly.getAge());//....System.out.println(sheep1+",hashCode:"+sheep1.hashCode());System.out.println(sheep2+",hashCode:"+sheep2.hashCode());System.out.println(sheep3+",hashCode:"+sheep3.hashCode());//...}}
运行结果
优缺点：
这种方法是我们首先很容易就能想到的，也是绝大多数人的第一做法。
但缺点也很明显，每次创建新对象时需要获取原始对象的属性，对象复杂时效率很低；此外不能动态获得对象运行时的状态，若类增减属性需要改动代码。
下面我们看下原型模式的解法。
原型模式
原型模式(Prototype Pattern)是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节。即用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新的对象。
工作原理：将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。即用基类Object的clone()方法或序列化。
UML类图：
Prototype：原型类，声明一个克隆自己的接口ConcretePrototype: 具体的原型类, 实现一个克隆自己的操作Client: 客户端让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象
原型模式又可分为浅拷贝和深拷贝，区别在于对引用数据类型的成员变量的拷贝，小朋友你是否有很多问号？不急 ，看完这两种方法实现你就懂了。
浅拷贝
在原先Sheep类基础上实现Cloneable接口，重写clone方法。public class Sheep implements Cloneable{private String name;private int age;@Overrideprotected Object clone() {//克隆该实例，使用默认的clone方法来完成Sheep sheep = null;try {sheep = (Sheep)super.clone();} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}return sheep;}public Sheep(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) {Sheep sheepDolly=new Sheep("Dolly",2);Sheep sheep1 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep2 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep3 = (Sheep)sheepDolly.clone();//....System.out.println("sheep1:"+sheep1+",hashCode:" + sheep1.hashCode());System.out.println("sheep2:"+sheep2+",hashCode:" + sheep2.hashCode());System.out.println("sheep3:"+sheep3+",hashCode:" + sheep3.hashCode());//...}}
运行结果
至此，原型模式的浅拷贝也成功克隆了三个对象，但是看进度条发现并不简单。
现在小羊有了一个朋友小牛，Sheep类添加了一个引用属性Cow，我们同样再克隆一遍。
Sheep类
public class Sheep implements Cloneable{private String name;private int age;public Cow friend;//新朋友Cow对象，其余不变@Overrideprotected Object clone() {Sheep sheep = null;try {sheep = (Sheep)super.clone();} catch (Exception e) {System.out.println(e.getMessage());}return sheep;}public Sheep(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
新添的Cow类
public class Cow {private String name;private int age;public Cow(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Cow{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
客户端调用克隆（
插播反爬信息）博主CSDN地址：https://wzlodq./
public class Client {public static void main(String[] args) {Sheep sheepDolly=new Sheep("Dolly",2);sheepDolly.friend=new Cow("Tom",1); //并实例化朋友Sheep sheep1 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep2 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep3 = (Sheep)sheepDolly.clone();//....System.out.println("sheep1:"+sheep1+",hashCode:" + sheep1.hashCode());System.out.println("sheep1.friend:"+sheep1.friend+",hashCode:" + sheep1.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep2:"+sheep2+",hashCode:" + sheep2.hashCode());System.out.println("sheep2.friend:"+sheep2.friend+",hashCode:" + sheep2.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep3:"+sheep3+",hashCode:" + sheep3.hashCode());System.out.println("sheep3.friend:"+sheep3.friend+",hashCode:" + sheep3.friend.hashCode()+'\n');//...}}
运行结果
通过运行结果发现，浅拷贝通过Object的clone()成功克隆实例化了三个新对象，但是并没有克隆实例化对象中的引用属性，也就是没有克隆friend对象（禁止套娃），三个新克隆对象的friend还是指向原克隆前的friend，即同一个对象。
这样的话，他们四个的friend是引用同一个，若一个对象修改了friend属性，势必会影响其他三个对象的该成员变量值。
小结：
浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递（复制属性值给新对象）。引用数据类型的成员变量，浅拷贝会进行引用传递（复制引用值(内存地址)给新对象）。
深拷贝
方法一：
机灵的人儿看出，再clone一遍cow不就好了，但是手动递归下去不推荐。
Cow类也实现Cloneable接口
public class Cow implements Cloneable{private String name;private int age;public Cow(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}//无引用类型，直接clone即可@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone(); //直接抛出了，没用try-catch}@Overridepublic String toString() {return "Cow{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
Sheep类的clone再添加调用cow的clone
public class Sheep implements Cloneable{private String name;private int age;public Cow friend;//新朋友Cow对象，其余不变@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Object deep = null;//完成对基本数据类型(属性)和String的克隆deep = super.clone();//对引用类型的属性，进行再次cloneSheep sheep = (Sheep)deep;sheep.friend = (Cow)friend.clone();return sheep;}public Sheep(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Sheep sheepDolly=new Sheep("Dolly",2);sheepDolly.friend=new Cow("Tom",1); //并实例化朋友Sheep sheep1 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep2 = (Sheep)sheepDolly.clone();Sheep sheep3 = (Sheep)sheepDolly.clone();//....System.out.println("sheep1:"+sheep1+",hashCode:" + sheep1.hashCode());System.out.println("sheep1.friend:"+sheep1.friend+",hashCode:" + sheep1.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep2:"+sheep2+",hashCode:" + sheep2.hashCode());System.out.println("sheep2.friend:"+sheep2.friend+",hashCode:" + sheep2.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep3:"+sheep3+",hashCode:" + sheep3.hashCode());System.out.println("sheep3.friend:"+sheep3.friend+",hashCode:" + sheep3.friend.hashCode()+'\n');//...}}
运行结果
方法二：
通过对象序列化实现深拷贝(推荐)
Cow类实现序列化接口，不必实现Cloneable接口了
public class Cow implements Serializable {private String name;private int age;public Cow(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Cow{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}}
在Sheep类实现序列化接口
public class Sheep implements Serializable {//实现序列化接口private String name;private int age;public Cow friend;public Sheep(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Sheep{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}public Object deepClone() {//深拷贝//创建流对象ByteArrayOutputStream bos = null;ObjectOutputStream oos = null;ByteArrayInputStream bis = null;ObjectInputStream ois = null;try {//序列化bos = new ByteArrayOutputStream();oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出//反序列化bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ois = new ObjectInputStream(bis);Sheep sheep = (Sheep) ois.readObject();return sheep;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return null;} finally {//关闭流try {bos.close();oos.close();bis.close();ois.close();} catch (Exception e2) {System.out.println(e2.getMessage());}}}}
客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Sheep sheepDolly=new Sheep("Dolly",2);sheepDolly.friend=new Cow("Tom",1); //并实例化朋友Sheep sheep1 = (Sheep)sheepDolly.deepClone();Sheep sheep2 = (Sheep)sheepDolly.deepClone();Sheep sheep3 = (Sheep)sheepDolly.deepClone();//....System.out.println("sheep1:"+sheep1+",hashCode:" + sheep1.hashCode());System.out.println("sheep1.friend:"+sheep1.friend+",hashCode:" + sheep1.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep2:"+sheep2+",hashCode:" + sheep2.hashCode());System.out.println("sheep2.friend:"+sheep2.friend+",hashCode:" + sheep2.friend.hashCode()+'\n');System.out.println("sheep3:"+sheep3+",hashCode:" + sheep3.hashCode());System.out.println("sheep3.friend:"+sheep3.friend+",hashCode:" + sheep3.friend.hashCode()+'\n');//...}}
运行结果
原型模式总结：
创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能够提
高效率可以不用重新初始化对象，动态地获得对象运行时的状态。如果原始对象发生变化(增加或者减少属性)，其它克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码若成员变量无引用类型，浅拷贝clone即可；若引用类型的成员变量很少，可考虑递归实现clone，否则推荐序列化。
原创不易，请勿转载（
本不富裕的访问量雪上加霜）博主首页：https://wzlodq./
微信公众号：
吾仄lo咚锵如果文章对你有帮助，记得一键三连❤
