Java设计模式（6）——创建型模式之原型模式（Prototype）

一、概述

　　概念

　　

　　// 引用自《Java与模式》

　　UML图

　　

　　第二种：登记式

　　

二、实践

　　先导知识

　　对象的拷贝：

　　　　直接赋值：此时只是相当于a1,a2指向同一个对象，无论哪一个操作的都是同一个对象，也就是其中一个改变对象属性时，另外一个也会收到改变

A a1 = new A();
A a2 = a1;

　　　　浅拷贝：希望直接赋值中a1,a2可以保持独立，而不是相互影响指向同一个对象，则使用浅拷贝

　　在介绍浅拷贝之前，先看看Object的clone干了什么事（由于是本地方法，我们看JavaDoc，IDEA中快捷键是ctrl+Q）

Creates and returns a copy of this object. The precise meaning of "copy" may depend on the class of the object. The general intent is that, for any object x, the expression:
       x.clone() != x
will be true, and that the expression:
       x.clone().getClass() == x.getClass()
will be true, but these are not absolute requirements. While it is typically the case that:
       x.clone().equals(x)
will be true, this is not an absolute requirement.
By convention, the returned object should be obtained by calling super.clone. If a class and all of its superclasses (except Object) obey this convention, it will be the case that x.clone().getClass() == x.getClass().
By convention, the object returned by this method should be independent of this object (which is being cloned). To achieve this independence, it may be necessary to modify one or more fields of the object returned by super.clone before returning it. Typically, this means copying any mutable objects that comprise the internal "deep structure" of the object being cloned and replacing the references to these objects with references to the copies. If a class contains only primitive fields or references to immutable objects, then it is usually the case that no fields in the object returned by super.clone need to be modified.
The method clone for class Object performs a specific cloning operation. First, if the class of this object does not implement the interface Cloneable, then a CloneNotSupportedException is thrown. Note that all arrays are considered to implement the interface Cloneable and that the return type of the clone method of an array type T[] is T[] where T is any reference or primitive type. Otherwise, this method creates a new instance of the class of this object and initializes all its fields with exactly the contents of the corresponding fields of this object, as if by assignment; the contents of the fields are not themselves cloned. Thus, this method performs a "shallow copy" of this object, not a "deep copy" operation.
The class Object does not itself implement the interface Cloneable, so calling the clone method on an object whose class is Object will result in throwing an exception at run time.

　　百度翻译：

创建并返回此对象的副本。“复制”的确切含义可能取决于对象的类。一般的意图是，对于任何对象x，表达式：
X（）！= x
将是真的，那就是表达：
X getclass() = = X getclass()（）。
这是真的，但这些不是绝对要求。虽然这是典型的情况：
X（X）等于（）。
这将是真实的，这不是绝对的要求。
按照惯例，返回的对象应该致电super.clone。如果一个类和它的所有父类（除对象）遵守本公约的情况下，将X（）。getclass() = = X getclass()。
按照惯例，该方法返回的对象应该独立于该对象（正在克隆）。为了实现这种独立性，可能有必要修改super.clone返回对象的一个或多个字段然后返回。通常，这意味着复制任何可变对象，这些对象包含被克隆对象的内部“深层结构”，并用对副本的引用替换这些对象的引用。如果一个类只包含原始字段或对不可变对象的引用，那么它是通常的情况下，通过super.clone返回的对象中的任何字段需要修改。
类对象的方法克隆执行特定的克隆操作。首先，如果此对象的类不能实现接口Cloneable，则会抛出CloneNotSupportedException。请注意，所有的数组都被视为实现接口Cloneable，数组类型[ ]克隆方法的返回类型是[ ]其中T是任何参考或原始类型。否则，该方法将创建该对象类的一个新实例，并用该赋值对象的相应字段的所有内容初始化其字段，这些字段的内容本身并不被克隆。因此，此方法执行此对象的“浅拷贝”，而不是“深拷贝”操作。
Object类本身不实现接口Cloneable，所以调用clone方法对一个对象的类对象将导致在运行时抛出异常。

　　再看网友的解释：

创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象，
如果字段是值类型的，那么对该字段执行复制；
如果该字段是引用类型的话，则复制引用但不复制引用的对象。因此，原始对象及其副本引用同一个对象。

　　我们直接说结论，浅拷贝中原始类型变量是值复制，引用类型变量是和直接赋值一样，将会互相影响！

　　例子我们参考网友的博客：http://blog.csdn.net/XIAXIA__/article/details/41652057

　　　　深拷贝：创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象，无论该字段是值类型的还是引用类型，都乖乖的进行复制。

　　其实就是解决上面浅拷贝偷懒，不会进行引用类型变量赋值的问题！

　　例子还是上面的例子，我们需要注意的是最后一段代码的44行处的new操作（也就是原型模式需要解决的问题，原型模式不希望new）

　　当然，可以根据网友的评论中的使用序列化与反序列化进行深克隆，例子参见这里：http://blog.csdn.net/zhutulang/article/details/48163213

　　代码实践

　　我们把UML图中的第一种形式进行实现，这里我们把接口改为抽象类，让clone方法有个默认实现，当然，使用接口进行方法声明然后让子类来实现也是可以的。

　　Prototype抽象类

/**
 * 原型抽象类
 * 作者： Administrator
 * 日期： 2017/10/27
 **/
public abstract class Prototype implements Cloneable{
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 可以实现自己的克隆逻辑（深克隆/浅克隆）
     * @return 克隆后的对象
     */
    @Override
    public Object clone() {
        Object obj = null;
        try {
            obj = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

　　Prototype的两个实现类：在构造方法中完成了属性的复制！

/**
 * Prototype的一个子类A
 * 作者： Administrator
 * 日期： 2017/10/27
 **/
public class PrototypeA extends Prototype{
    public PrototypeA() {
        setName("PrototypeA");
    }
}

/**
 * Prototype的一个子类B
 * 作者： Administrator
 * 日期： 2017/10/27
 **/
public class PrototypeB extends Prototype{
    public PrototypeB() {
        setName("PrototypeB");
    }
}

　　客户端使用

 public static void main(String[] args) {
        Prototype p1 = new PrototypeA("PrototypeA");
        Prototype p2 = new PrototypeB("PrototypeB");
        Prototype p1Clone = (Prototype) p1.clone();
        Prototype p2Clone = (Prototype) p2.clone();
        System.out.println(p1Clone.getName());
        System.out.println(p2Clone.getName());
    }