使用Java实现克隆模式（原型模式）

小叮当买了一台新手机，小叮咚看了表示很喜欢，要买一台一模一样的。要怎么实现呢？需要注意的是，这里和单例模式不一样，单例模式只有一台汽车，但这里需要两台手机，但是属性要一样。一个简单粗暴的实现方法：

public class Demo {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone("苹果", "星光色", "iPhone 14");System.out.println("小叮当买了一台"+phone+phone.hashCode());Phone phone1 = new Phone("苹果", "星光色", "iPhone 14");System.out.println("小叮咚买了一台"+phone1+phone.hashCode());}
}

复制一份代码，也就是把构造函数的参数设置一份一模一样的创建一个新的实例。这个是最简单实现。但是有一个缺点，实际开发中，对象的参数很多，然后买同样一款手机的人也很多，这样我们就要手动复制很多份代码设置超级多的参数，会让代码看着很臃肿。做为一个优雅的程序员，这种重复性的脏话，我们是要想办法避免的。下面我们使用浅克隆来实现自动复制属性。

1-浅克隆：实现Cloneable接口然后继承clone()方法。

public class Phone implements Cloneable {//品牌private String band;//颜色private String color;//型号private String type;public Phone(String band, String color, String type) {this.band = band;this.color = color;this.type = type;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"band='" + band + '\'' +", color='" + color + '\'' +", type='" + type + '\'' +'}';}
}

如何使用呢？

public class Demo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Phone phone = new Phone("苹果", "星光色", "iPhone 14");System.out.println("小叮当买了一台"+phone+phone.hashCode());Phone clone = (Phone) phone.clone();System.out.println("小叮咚买了一台"+clone+clone.hashCode());}
}

可以看到使用克隆方法简洁了很多，不用再填构造函数里的参数了。更优雅的实现了我们的需求。

2-浅克隆存在的问题

如果我们在Phone类新增一个属性Owner

    private Owner owner;

Owner实现如下

public class Owner {private String name;public Owner(String name){this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}

再测试一下clone方法

可以看到Phone的子属性Owner没有被复制，指向的是同一个对象实例，实际上，不止自定义的类型会有这个问题，使用Intger等包装类型也会出现则会个问题。如何解决这个问题呢，下面我们用深拷贝来解决这个问题。

3-深拷贝

3-1第一个办法是把Owner也实现Clone接口；并重写Phone的clone方法

public class Owner implements Cloneable {private String name;public Owner(String name){this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}//重写Phone的clone方法@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Phone phone = (Phone) super.clone();phone.owner = (Owner) phone.getOwner().clone();return phone;}public Owner getOwner() {return owner;}

测试一下

可以看到Owner指向的实例不一样了，说明克隆成功了，但是这样写比较麻烦，每加一个属性就要重写一下clone方法，如果嵌套多层的话，很容易漏写或者其他原因导致出错。下面我们使用第二种深拷贝来实现。

3-2使用序列化实现深拷贝

首先Phone和Owner都要实现Serializable接口,不用实现Cloneable接口了，然后添加serialVersionUID,保证序列号过程中不出错，然后重写Phone中的clone()方法，完整代码如下：

public class Phone implements Serializable {//序列化版本号private static final long serialVersionUID = 123456789L;//品牌private String band;//颜色private String color;//型号private String type;private Owner owner;public Phone(String band, String color, String type, Owner owner) {this.band = band;this.color = color;this.type = type;this.owner = owner;}@Overrideprotected Object clone(){Phone phone = null;try(ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream()) {ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);phone = (Phone) ois.readObject();} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return phone;}@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"band='" + band + '\'' +", color='" + color + '\'' +", type='" + type + '\'' +", owner=" + owner +'}';}
}public class Owner implements Serializable {//序列化版本号private static final long serialVersionUID = 123456789L;private String name;public Owner(String name){this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "Owner{" +"name='" + name + '\'' +'}' + hashCode();}
}

测试一下

hashcode不一致，但是属性一致，说明克隆成功了。

总结一下：克隆模式在实际生产中用到的比较少，所以我暂时总结不出啥有价值的东西。