原型模式

转自：http://blog.csdn.net/zhengzhb/article/details/7393528

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

类型：创建类模式

类图：



原型模式主要用于对象的复制，它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype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。

        原型模式是一种比较简单的模式，也非常容易理解，实现一个接口，重写一个方法即完成了原型模式。在实际应用中，原型模式很少单独出现。经常与其他模式混用，他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。

实现代码：



[java] view plaincopy
01.class Prototype implements Cloneable { 
02.    public Prototype clone(){ 
03.        Prototype prototype = null; 
04.        try{ 
05.            prototype = (Prototype)super.clone(); 
06.        }catch(CloneNotSupportedException e){ 
07.            e.printStackTrace(); 
08.        } 
09.        return prototype;  
10.    } 
11.} 
12. 
13.class ConcretePrototype extends Prototype{ 
14.    public void show(){ 
15.        System.out.println("原型模式实现类"); 
16.    } 
17.} 
18. 
19.public class Client { 
20.    public static void main(String[] args){ 
21.        ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype(); 
22.        for(int i=0; i< 10; i++){ 
23.            ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone(); 
24.            clonecp.show(); 
25.        } 
26.    } 
27.} 
原型模式的优点及适用场景

       使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大对象时，性能的差别非常明显。

       使用原型模式的另一个好处是简化对象的创建，使得创建对象就像我们在编辑文档时的复制粘贴一样简单。

       因为以上优点，所以在需要重复地创建相似对象时可以考虑使用原型模式。比如需要在一个循环体内创建对象，假如对象创建过程比较复杂或者循环次数很多的话，使用原型模式不但可以简化创建过程，而且可以使系统的整体性能提高很多。

原型模式的注意事项
•使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的，它直接在内存中复制数据，因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行，甚至连访问权限都对原型模式无效。还记得单例模式吗？单例模式中，只要将构造方法的访问权限设置为private型，就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限，所以，单例模式与原型模式是冲突的，在使用时要特别注意。
•深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝，这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝，必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝。例如：



[java] view plaincopy
01.public class Prototype implements Cloneable { 
02.    private ArrayList list = new ArrayList(); 
03.    public Prototype clone(){ 
04.        Prototype prototype = null; 
05.        try{ 
06.            prototype = (Prototype)super.clone(); 
07.            prototype.list = (ArrayList) this.list.clone(); 
08.        }catch(CloneNotSupportedException e){ 
09.            e.printStackTrace(); 
10.        } 
11.        return prototype;  
12.    } 
13.} 

        由于ArrayList不是基本类型，所以成员变量list，不会被拷贝，需要我们自己实现深拷贝，幸运的是java提供的大部分的容器类都实现了Cloneable接口。所以实现深拷贝并不是特别困难。

PS：深拷贝与浅拷贝问题中，会发生深拷贝的有java中的8中基本类型以及他们的封装类型，另外还有String类型。其余的都是浅拷贝。