java——原型模式

原文链接:https://www.cnblogs.com/zxy562323273/archive/2014/02/21/3559832.html

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于对象的复制，它的核心就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备两个条件：

• 　实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable的接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知JVM虚拟机可以安全的在实现了此接口的类上使用 clone 方法。在java JVM虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则运行时会抛出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，但是其作用域是peotected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，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，原型模式很少出现。经常与其他的模式混用，他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。

实现代码：

　　

class Prototype implements Cloneable {
    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try{
            prototype = (Prototype)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype; 
    }
}

class ConcretePrototype extends Prototype{
    public void show(){
        System.out.println("原型模式实现类");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype();
        for(int i=0; i< 10; i++){
            ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone();
            clonecp.show();
        }
    }
}

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一个对象在性能上好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，他直接操作内存中的二进制流，特别是复制大型对象时，性能的差别特别的明显。

　　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。

public class Prototype implements Cloneable {
    private ArrayList list = new ArrayList();
    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try{
            prototype = (Prototype)super.clone();
            prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype; 
    }
}

   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。