002-创建型-05-原型模式（Protype）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了002-创建型-05-原型模式（Protype）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、概述
指原型实例指定创建对象的种类，并通过克隆这些原型创建新的对象
原型模式就是让类实现Cloneable接口，达到克隆原型类的方式。
1.1、适用场景
1、在创建对象的时候，我们不只是希望被创建的对象继承其基类的基本结构，还希望继承原型对象的数据。
2、希望对目标对象的修改不影响既有的原型对象（深度克隆的时候可以完全互不影响）。
3、隐藏克隆操作的细节，很多时候，对对象本身的克隆需要涉及到类本身的数据细节。
4、类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等；
5、通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式；
6、一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式先产生出一个包含大量共有信息的类，然后可以拷贝出副本，修正细节信息，建立了一个完整的个性对象。
7、循环体中生产大量对象时
1.2、优缺点
优点：
- 当创建对象的实例较为复杂的时候，使用原型模式可以简化对象的创建过程，通过复制一个已有的实例可以提高实例的创建效率。
- 扩展性好。由于原型模式提供了抽象原型类，在客户端针对抽象原型类进行编程，而将具体原型类写到配置文件中，增减或减少产品对原有系统都没有影响。
- 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，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：
- 需要为每一个类配置一个克隆方法，而且该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”。
- 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。
1.3、深浅克隆
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
总之深浅克隆都会在堆中新分配一块区域，区别在于对象属性引用的对象是否需要进行克隆（递归性的）。
1.4、示例
1.4.1、浅克隆
public class PersonShallow implements Cloneable private String name; private Integer age; private Date birthday; public PersonShallow() System.out.println("ctor PersonShallow"); public String getName() return name; public void setName(String name) this.name = name; public Integer getAge() return age; public void setAge(Integer age) this.age = age; public Date getBirthday() return birthday; public void setBirthday(Date birthday) this.birthday = birthday; @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException return super.clone(); @Override public String toString() return "PersonShallow" + "name=‘" + name + ‘\‘‘ + ", age=" + age + ", birthday=" + birthday + ‘‘;
测试
@Test public void test() throws Exception //原型A对象 PersonShallow a = new PersonShallow(); a.setName("李宏旭"); a.setAge(1); a.setBirthday(new Date()); System.out.println("a：" + a); System.out.println("*************克隆**************"); //克隆B对象 PersonShallow b = (PersonShallow) a.clone(); System.out.println("b：" + b); System.out.println("***************比较***************"); /* * 测试A==B? * 对任何的对象x，都有x.clone() !=x，即克隆对象与原对象不是同一个对象 */ System.out.print("比较：A==B?"); System.out.println(a == b?"是一个对象":"不是一个对象"); System.out.println("a.hashCode:"+a.hashCode()); System.out.println("b.hashCode:"+b.hashCode()); b.getBirthday().setTime(666666666666L); System.out.println("a Birthday为：" + a.getBirthday()); System.out.println("b Birthday为：" + b.getBirthday()); a.setName("李四"); System.out.println("a name 为：" + a.getName()); System.out.println("b name 为：" + b.getName()); /* * 比较Date对象 */ System.out.print("比较：A.Date==B.Date?"); System.out.println(a.getBirthday() == b.getBirthday()?"是一个对象":"不是一个");
输出
ctor PersonShallow a：PersonShallowname=‘李宏旭‘, age=1, birthday=Tue Jul 09 17:25:43 CST 2019 *************克隆************** b：PersonShallowname=‘李宏旭‘, age=1, birthday=Tue Jul 09 17:25:43 CST 2019 ***************比较*************** 比较：A==B?不是一个对象 a.hashCode:1811075214 b.hashCode:1588970020 a Birthday为：Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991 b Birthday为：Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991 a name 为：李四 b name 为：李宏旭 比较：A.Date==B.Date?是一个对象
可以发现B在克隆A的birthday时，是直接克隆的引用。这种是浅克隆。
说明点：
1、(PersonShallow) a.clone();这样子克隆并不等同于Person p2 = p1；像Person p2 = p1；指的是在栈中创建一个变量p2，将p1的内存地址赋给p2，其实指的是同一个对象。而克隆是复制出一份一模一样的对象，两个对象内存地址不同，但对象中的结构与属性值一模一样。
2、对象克隆拷贝时，类的构造函数是不会被执行的。
3、当被克隆的类中有引用对象（String或Integer等包装类型除外）时，克隆出来的类中的引用变量存储的还是之前的内存地址如Date，也就是说克隆与被克隆的对象是同一个。这样的话两个对象共享了一个私有变量，所有人都可以改，是一个种非常不安全的方式，在实际项目中使用还是比较少的。
1.4.2、深拷贝
示例
public class PersonDeep implements Cloneable private String name; private Date birthday; private List<String> list; public String getName() return name; public void setName(String name) this.name = name; public Date getBirthday() return birthday; public void setBirthday(Date birthday) this.birthday = birthday; public List<String> getList() return list; public void setList(List<String> list) this.list = list; @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException PersonDeep deep = null; try deep = (PersonDeep) super.clone(); // 需要特殊处理引用类型的变量 deep.birthday = (Date) deep.birthday.clone(); List<String> newList = new ArrayList(); if(this.list!=null) for (String str : this.list) newList.add(str); deep.setList(newList); catch (CloneNotSupportedException e) e.printStackTrace(); return deep; @Override public String toString() return "PersonDeep" + "name=‘" + name + ‘\‘‘ + ", birthday=" + birthday + ", list=" + list + ‘‘;
测试
@Test public void test() throws Exception //原型A对象 PersonDeep a = new PersonDeep(); a.setName("李宏旭"); a.setBirthday(new Date()); System.out.println("a：" + a); System.out.println("*************克隆**************"); //克隆B对象 PersonDeep b = (PersonDeep) a.clone(); System.out.println("b：" + b); System.out.println("***************比较***************"); /* * 测试A==B? * 对任何的对象x，都有x.clone() !=x，即克隆对象与原对象不是同一个对象 */ System.out.print("比较：A==B?"); System.out.println(a == b?"是一个对象":"不是一个对象"); System.out.println("a.hashCode:"+a.hashCode()); System.out.println("b.hashCode:"+b.hashCode()); b.getBirthday().setTime(666666666666L); System.out.println("a Birthday为：" + a.getBirthday()); System.out.println("b Birthday为：" + b.getBirthday()); a.setName("李四"); System.out.println("a name 为：" + a.getName()); System.out.println("b name 为：" + b.getName()); /* * 比较Date对象 */ System.out.print("比较：A.Date==B.Date?"); System.out.println(a.getBirthday() == b.getBirthday()?"是一个对象":"不是一个");
输出
a：PersonDeepname=‘李宏旭‘, birthday=Tue Jul 09 18:03:23 CST 2019, list=null *************克隆************** b：PersonDeepname=‘李宏旭‘, birthday=Tue Jul 09 18:03:23 CST 2019, list=[] ***************比较*************** 比较：A==B?不是一个对象 a.hashCode:1811075214 b.hashCode:1588970020 a Birthday为：Tue Jul 09 18:03:23 CST 2019 b Birthday为：Sat Feb 16 09:11:06 CST 1991 a name 为：李四 b name 为：李宏旭 比较：A.Date==B.Date?不是一个
这样就完成了深度拷贝，两种对象互为独立，属于单独对象。
注意：final 类型修饰的成员变量不能进行深度拷贝
二、扩展
2.1、JDK1.8源码中的原型模式
ArrayList的clone()
HashMap的clone()
CacheKey的clone()
防守打法
以上是关于002-创建型-05-原型模式（Protype）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章