Prototype设计模式

在软件开发中，有时候可能会需要创建一些特别复杂的对象，如果系统中已经存在同样类型的对象，并且不同的属性个数相差不大的话，用Prototype模式可能是一个理想的选择。

定义 :用原型实例指定创建物件的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的物件。

Prototype 模式允许一个物件再创建另外一个可定制的物件,根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个原型物件传给那个要发动创建的物件,这个要发动创建的物件通过请求原型物件拷贝它们自己来实施创建。

类图如下：

从图上可以看出，使用方法很简单，只要调用对象的clone方法返回一个新的对象就可以了。但是为什么没有其他新的方法来实现这个模式呢？因为Java中的Object提供了clone()方法来实现对象的克隆,所以Prototype模式实现一下子变得很简单.

在这个clone方法中，我们只要调用Object的克隆方法返回一个对象，就可以以最简单的方式实现Prototype模式。

在其他编程语言中，就需要创建一个当前类的新的对象，然后把当前对象本身的各属性的值复制一份给新创建的对象，并且返回新对象即可。

从上图中的main函数的调用过程来看，也可以很清晰地看出Prototype模式和其他创建型模式的不同：Prototype模式创建对象不是通过new一个类，而是通过一个现有的对象实例来的。

什么时候应该使用prototype模式呢？ 
1.当你要创建的对象与现有运行时对象相似度很大时
2.为了避免创建类的工厂类导致层次复杂度增加时
3.当类的实例只有不多的几种状态时（此时需要引进原型管理器）

Prototype模式常用在一些对象管理器中。这些对象管理器本身一般为单例模式，主要负责对象的创建和返回。由于返回的对象的类型基本上是一致的，而且返回的对象的各项属性大多保持一致，只有极少数属性才需要修改，所以用Prototype无疑是极好的选择。

需要注意的是：浅拷贝和深拷贝的区别。

简单的讲，浅拷贝就是只对当前对象的直属属性进行复制，如果其属性是基本类型的话，就复制原对象的值；如果其属性是其他对象的话，就复制对象的地址。而深拷贝则是麻烦的多，如果其属性是对象的话，就需要创建一个新的子属性的对象，并且对这个对象的各项属性进行复制，如果子属性还有子属性的话，则需要递归的进行复制操作。

一切就看需求，如果那些属性的值不会被变更的话，那么只需要实现浅拷贝即可；否则，深拷贝就是必须的。

package com.kingswood.pattern.creational.protoType;  
  
public interface ProtoType extends Cloneable {  
  
    public Object clone();  
  
}  

 

package com.kingswood.pattern.creational.protoType;  
  
public class ConcreteProtoType implements ProtoType {  
  
    private String propA;  
  
    private String propB;  
  
    public String getPropA() {  
        return propA;  
    }  
  
    public void setPropA(String propA) {  
        this.propA = propA;  
    }  
  
    public String getPropB() {  
        return propB;  
    }  
  
    public void setPropB(String propB) {  
        this.propB = propB;  
    }  
  
    public Object clone(){  
        try {  
            return super.clone();  
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
            return null;  
        }  
    }  
  
} 

 

package com.kingswood.pattern.creational.protoType;  
  
import junit.framework.TestCase;  
  
public class Client extends TestCase {  
  
    public static void testMethod(){  
  
        ConcreteProtoType proto = new ConcreteProtoType();  
  
        proto.setPropA("propA");  
  
        proto.setPropB("propB");  
  
        ConcreteProtoType newProto = (ConcreteProtoType) proto.clone();  
  
        assertNotSame(proto, newProto);  
  
        assertEquals(proto.getPropA(), newProto.getPropA());  
  
        assertEquals(proto.getPropB(), newProto.getPropB());  
  
    }  
}  

 

以上样例使用浅克隆方式实现proto type模式，浅克隆无法对对象中包含的其他非java原是类型数据进行复制。如果需要复制其他非java原是类型数据，则需要使用深克隆方式，对象以及其内部所有对象必须实现java.io.Serializable接口，clone方法改写成以下形式：

public Object clone(){  
  
        try {  
  
            ByteArrayOutputStream ot = new ByteArrayOutputStream();  
  
            ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(ot);  
  
            oo.writeObject(this);  
  
            ByteArrayInputStream it = new ByteArrayInputStream(ot.toByteArray());  
  
            ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(it);  
  
            return (oi.readObject());  
  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        } catch (ClassNotFoundException e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        }  
  
    }