原型模式

定义：通过克隆对象减少创建对象的成本。
优点及使用：

• 当很多子类仅仅是类型不同的时候使用
• 当一个系统需要独立于创建，整合和显示的时候
• 动态绑定或者动态加载方法
• 只是通过改变实力的状态或者参数就可以完成任务
• 运行时添加或者删除对象
• 通过改变结构指定新对象
• 用类动态配置应用程序
• 相关模式包括：
          抽象工厂：与原型模式一起使用，抽象工厂存储多种原型
          混合模式：与原型模式一起使用完成整体部分关系
          挂件模式：给原型添加另外的一些功能

例子：
动态加载是典型的面向对象特点和原型模式的例子，例如，重载方法就是一种原型模式。

interface Shape {
   public void draw();
} 
class Line implements Shape {
   public void draw() {
       System.out.println("line");
   }
}
class Square implements Shape {
   public void draw() {
       System.out.println("square");
   }
}
class Circle implements Shape {
   public void draw() {
       System.out.println("circle");
   }
}
class Painting {
    public static void main(String[] args) {
        Shape s1 = new Line();
        Shape s2 = new Square();
        Shape s3 = new Circle();
        paint(s1);
        paint(s2);
        paint(s3);
    }
    static void paint(Shape s) {
        s.draw();
    }
}

如果想让代码更有可读性或者做更多的事情，我们可以像下边这样编码

   static void paint(Shape s){
        if ( s instanceof Line)
           s.draw();
           //more job here
        if (s instanceof Square)
           s.draw();
           //more job here
        if (s instanceof Circle)
           s.draw();
           //more job here
   }

paint方法在运行时可以有各种形状的参数，draw方法根据运行时类型被调用。
重载方法也是一种原型。

class Painting {
   public void draw(Point p, Point p2) {
       //draw a line
   }
   public void draw(Point p, int x, int y) {
       //draw a square
   }
   public void draw(Point p, int x) {
       //draw a circle
   }
}

draw方法根据参数被调用画出对应的形状。
原型主要用来克隆一个对象，也就是说做一个对象的拷贝。当创建对象时很复杂或者很费时间，这时候我们就可以选择原型模式来克隆这些对象。假设复杂类创建时候比较复杂，你需要实现Cloneable接口并且覆盖clone方法（protected clone()）。

class Complex implements Cloneable {
    int[] nums = {1,2,3,4,5};
    public Object clone() {
        try {
           return super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException cnse) {
            System.out.println(cnse.getMessage());
            return null;
        }
    }
    int[] getNums() {
       return nums;
    }
}
class Test {
   static Complex c1 = new Complex();
   static Complex makeCopy() {
      return (Complex)c1.clone();
   }
   public static void main(String[] args) {
       Complex c1 = makeCopy();
       int[] mycopy = c1.getNums();
       for(int i = 0; i < mycopy.length; i++)
          System.out.print(mycopy[i]);
   }
}

克隆是原对象的影子拷贝，如果被克隆的对象变了，原来的对象也会跟着做同样的改变。

class Complex implements Cloneable {
    int[] nums = {1,2,3,4,5};
    public Object clone() {
        try {
           return super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException cnse) {
            System.out.println(cnse.getMessage());
            return null;
        }
    }
    int[] getNums() {
       return nums;
    }
}
class Test {
   Complex c1 = new Complex();
   Complex makeCopy() {
      return (Complex)c1.clone();
   }
   public static void main(String[] args) {
       Test tp = new Test();
       Complex c2 = tp.makeCopy();
       int[] mycopy = c2.getNums();
       mycopy[0] = 5;

       System.out.println();
       System.out.print("local array: ");
       for(int i = 0; i < mycopy.length; i++)
          System.out.print(mycopy[i]);
       System.out.println();

       System.out.print("cloned object: ");
       for(int ii = 0; ii < c2.nums.length; ii++)
          System.out.print(c2.nums[ii]);
       System.out.println();

       System.out.print("original object: ");
       for(int iii = 0; iii < tp.c1.nums.length; iii++)
          System.out.print(tp.c1.nums[iii]);
}

为了避免这种负面影响，你需要深度拷贝来替代影子拷贝，下边是对上边修改的例子，注意Complex没有实现Cloneable接口。

class Complex {
    int[] nums = {1,2,3,4,5};
    public Complex clone() {
        return new Complex();
    }
    int[] getNums() {
       return nums;
    }
}
class Test2 {
   Complex c1 = new Complex();
   Complex makeCopy() {
      return (Complex)c1.clone();
   }
   public static void main(String[] args) {
       Test2 tp = new Test2();
       Complex c2 = tp.makeCopy();
       int[] mycopy = c2.getNums();
       mycopy[0] = 5;

       System.out.println();
       System.out.print("local array: ");
       for(int i = 0; i < mycopy.length; i++)
          System.out.print(mycopy[i]);
       System.out.println();

       System.out.print("cloned object: ");
       for(int ii = 0; ii < c2.nums.length; ii++)
          System.out.print(c2.nums[ii]);
       System.out.println();

       System.out.print("original object: ");
       for(int iii = 0; iii < tp.c1.nums.length; iii++)
          System.out.print(tp.c1.nums[iii]);
   }
}