《23种设计模式之原型模式（2种实现）》
说在前头：本人为大二在读学生，书写文章的目的是为了对自己掌握的知识和技术进行一定的记录，同时乐于与大家一起分享，因本人资历尚浅，能力有限，文章难免存在一些错漏之处，还请阅读此文章的大牛们见谅与斧正。若在阅读时有任何的问题，也可通过评论提出，本人将根据自身能力对问题进行一定的解答。
前言
原型模式是一种对象创建型模式，用原型模式可以用原型实例指定创建对象的种类，它允许通过一个原型对象创建多个同类型的其他对象，而无需知道该对象的创建细节，在Java中可以直接使用Object提供的clone()方法来实现对象的克隆（浅克隆），或使用序列化的方式完成对象的克隆（深克隆）。
浅克隆
浅克隆主要用于对象的复制，要实现浅克隆的类需要具备以下两个条件：
实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出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protected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。
下面是浅克隆具体的代码实现：
package com.bosen.prototype;
/*** <p>浅克隆</p>* @author Bosen 2021/5/25 2:03*/
public class ShallowPrototype implements Cloneable {
public String param = new String("测试参数");
/** 重写clone方法*/@Overridepublic ShallowPrototype clone() {ShallowPrototype prototype = null;try {prototype = (ShallowPrototype) super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}return prototype;}
}
测试类：
package com.bosen.prototype;
import java.io.IOException;
/*** <p>测试类</p>* @author Bosen 2021/5/25 2:14*/
public class Test {public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {ShallowPrototype prototype = new ShallowPrototype();ShallowPrototype clone = prototype.clone();System.out.println(clone.param == prototype.param);}
}
运行测试类，输出信息如下：
可以得知，原型类与克隆类两者对应的成员变量的内存地址是一样的，也就是说浅克隆时，并未对原型类中的成员变量进行克隆，具体原因是因为原型模式使用浅克隆时，只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员变量并不会去复制；如果要达到引用对象的克隆我们又该如何去实现呢？我们接下来看看深克隆！
深克隆
深克隆与浅克隆的区别：浅克隆是继承Cloneable接口后重写clone方法完成的克隆，而深克隆需要继承序列化接口Serializable，使类可以序列化，然后将类写入流中再从流中取出完成克隆。
深克隆具体代码：
package com.bosen.prototype;
import java.io.*;
/*** <p>深克隆</p>* @author Bosen 2021/5/25 2:18*/
public class DeepPrototype implements Serializable {
public String param = new String("测试参数");
public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {// 将对象写入流中ByteArrayOutputStream bao = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bao);oos.writeObject(this);
// 将对象从流中取出ByteArrayInputStream bai = new ByteArrayInputStream(bao.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bai);return ois.readObject();}
}
测试类：
package com.bosen.prototype;
import java.io.IOException;
/*** <p>测试类</p>* @author Bosen 2021/5/25 2:14*/
public class Test {public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {DeepPrototype prototype = new DeepPrototype();DeepPrototype clone = (DeepPrototype) prototype.deepClone();System.out.println(clone.param == prototype.param);}
}
启动测试类，输出信息如下：
可以看到，此时原型类的成员变量与克隆类的成员变量内存地址不一致了，也就是说他们的这个成员变量不属于同一个对象，成员变量已经完成了克隆。
总结
原型模式的作用：简化了创建对象的过程，通过一个已有的实例进行复制提高了创建实例的效率，具有较好的可扩展性。
浅克隆和深克隆的区别：使用浅克隆时，当原型对象被复制时，只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员变量并没有复制；而使用深克隆时，除了对象本身被复制外，对象所包含的所有成员变量也将被复制。
原型模式的使用场景：适合于当一个类初始化需要消耗很多资源时，有很多相似对象时，可以设计一个原型，通过对成员变量的些微修改来实现；需要时可以用深克隆的方式保存对象的状态，比如实现撤销操作等。
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