概述
用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象。
结构
原型模式包含如下角色：
- 抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
- 具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
- 访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。
接口类图如下：
实现
原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。
Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。
代码如下：
Realizetype（具体的原型类）：
Realizetype.java
package com.itheima.pattern.prototype.demo;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Realizetype
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Realizetype implements Cloneable {
public Realizetype() {
System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
}
@Override
public Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("具体原型复制成功！");
return (Realizetype) super.clone();
}
}
client.java
package com.itheima.pattern.prototype.demo;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: client
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
//创建一个原型类对象
Realizetype realizetype = new Realizetype();
//调用Realizetype类中的clone方法进行对象的克隆
Realizetype clone = realizetype.clone();
System.out.println("原型对象和克隆出来的是否是同一个对象？" + (realizetype == clone));
}
}
案例
用原型模式生成“三好学生”奖状
同一学校的“三好学生”奖状除了获奖人姓名不同，其他都相同，
可以使用原型模式复制多个“三好学生”奖状出来，然后在修改奖状上的名字即可。
类图如下：
Citation.java
package com.itheima.pattern.prototype.test;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Citation
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Citation implements Cloneable {
//三好学生上的姓名
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
public void show() {
System.out.println(name + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
}
}
CitaionTest.java
package com.itheima.pattern.prototype.test;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: CitaionTest
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class CitaionTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
c1.setName("张三");
//复制奖状
Citation c2 = c1.clone();
//将奖状的名字修改李四
c2.setName("李四");
c1.show();
c2.show();
}
}
使用场景
- 对象的创建非常复杂，可以使用原型模式快捷的创建对象。
- 性能和安全要求比较高。
扩展（深克隆）
将上面的“三好学生”奖状的案例中Citation类的name属性修改为Student类型的属性。
浅克隆
代码如下：
Student.java
package com.itheima.pattern.prototype.test;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Student
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Student {
//学生的姓名
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
Citation.java
package com.itheima.pattern.prototype.test;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Citation
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Citation implements Cloneable {
private Student stu;
public Student getStu() {
return stu;
}
public void setStu(Student stu) {
this.stu = stu;
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
public void show() {
System.out.println(stu.getName() + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
}
}
CitaionTest.java
package com.itheima.pattern.prototype.test;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: CitaionTest
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class CitaionTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
//1，创建原型对象
Citation citation = new Citation();
//创建张三学生对象
Student stu = new Student();
stu.setName("张三");
citation.setStu(stu);
//2,克隆奖状对象
Citation citation1 = citation.clone();
Student stu1 = citation1.getStu();
stu1.setName("李四");
//3,调用show方法展示
citation.show();
citation1.show();
}
}
说明：
stu对象和stu1对象是同一个对象，就会产生将stu1对象中name属性值改为“李四”，两个Citation（奖状）对象中显示的都是李四。
这就是浅克隆的效果，对具体原型类（Citation）中的引用类型的属性进行引用的复制。
这种情况需要使用深克隆，而进行深克隆需要使用对象流。代码如下：
Student.java
package com.itheima.pattern.prototype.test1;
import java.io.Serializable;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Student
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Student implements Serializable {
//学生的姓名
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
Citation.java
package com.itheima.pattern.prototype.test1;
import java.io.Serializable;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: Citation
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class Citation implements Cloneable, Serializable {
private Student stu;
public Student getStu() {
return stu;
}
public void setStu(Student stu) {
this.stu = stu;
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
public void show() {
System.out.println(stu.getName() + "同学：在2020学年第一学期中表现优秀，被评为三好学生。特发此状！");
}
}
CitaionTest.java
package com.itheima.pattern.prototype.test1;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
/**
* @version v1.0
* @ClassName: CitaionTest
* @Description: TODO(一句话描述该类的功能)
* @Author: dym
*/
public class CitaionTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1，创建原型对象
Citation citation = new Citation();
//创建张三学生对象
Student stu = new Student();
stu.setName("张三");
citation.setStu(stu);
//创建对象输出流对象
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\iadai\\Desktop\\a.txt"));
//写对象
oos.writeObject(citation);
//释放资源
oos.close();
//创建对象输入流对象
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("C:\\Users\\iadai\\Desktop\\a.txt"));
//读取对象
Citation citation1 = (Citation) ois.readObject();
//释放资源
ois.close();
Student stu1 = citation1.getStu();
stu1.setName("李四");
citation.show();
citation1.show();
}
}
注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。