设计模式之原型模式

原型模式

原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是指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，属于创建型模式。

原型模式的核心在于拷贝原型对象。以系统中已存在的一个对象为原型，直接基于内存二进制流进行拷贝，无需再经历耗时的对象初始化过程（不调用构造函数），性能提升许多。当对象的构建过程比较耗时时，可以利用当前系统中已存在的对象作为原型，对其进行克隆（一般是基于二进制流的复制），躲避初始化过程，使得新对象的创建时间大大减少。

通用写法

先创建原型Prototype接口

public interface IPrototype<T>
{
	T clone();
}

创建需要克隆的对象PrototypeClass

public class PrototypeClass implements IPrototype<PrototypeClass>
{
	private String name;
	private int age;

	public String getName()
	{
		return name;
	}

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

	public int getAge()
	{
		return age;
	}

	public void setAge(int age)
	{
		this.age = age;
	}

	@Override
	public PrototypeClass clone()
	{
		PrototypeClass user = new PrototypeClass();
		user.setName(name);
		user.setAge(age);
		return user;
	}
}

浅克隆

原型模式就是克隆对象，实际运用中我们可以使用JDK自带的接口Cloneable

public class PrototypeClass implements Cloneable
{
	private String name;
	private int age;

	public String getName()
	{
		return name;
	}

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

	public int getAge()
	{
		return age;
	}

	public void setAge(int age)
	{
		this.age = age;
	}

	@Override
	public PrototypeClass clone()
	{
		try
		{
			return (PrototypeClass) super.clone();
		}
		catch (CloneNotSupportedException e)
		{
			e.printStackTrace();
			return null;
		}
	}

	@Override
	public String toString()
	{
		return "PrototypeClass{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
	}
}

调用父类的clone方法，JDK会自动帮我们克隆好，但这个是浅克隆，只会拷贝对象中的基本数据类型的数据（比如，int、long），以及引用对象（SearchWord）的内存地址，不会递归地拷贝引用对象本身。

深克隆

可以用序列化的方式实现深克隆，先将对象序列化，然后再反序列化成新的对象。

public Object deepCopy() throws Exception
{
	ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();
	ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
	oo.writeObject(this);

	ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
	ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi);

	return oi.readObject();
}

也可以使用json序列化方式

原型模式优缺点

优点：
1、性能优良，Java自带的原型模式是基于内存二进制流的拷贝，比直接new一个对象性能上提升了许多。
2、可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，简化了创建对象的过程，以便在需要的时候使用（例如恢复到历史某一状态），可辅助实现撤销操作。

缺点：
1、需要为每一个类配置一个克隆方法。
2、克隆方法位于类的内部，当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违反了开闭原则。
3、在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来会比较麻烦。因此，深拷贝、浅拷贝需要运用得当。

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