原型模式

一、原型模式介绍

原型设计模式Prototype：是一种对象创建型模式，使用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象，主要用于创建重复的对象，同时又能保证性能。

工作原理是将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝自己来实现创建过程

通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的

拷贝方式

浅拷贝，深拷贝是通过

浅拷贝：对象实现 Cloneable接口，如果原型对象的成员变量是基本数据类型（int、double、byte、boolean、char等），将复制一份给克隆对象；如果原型对象的成员变量是引用类型，则将引用对象的地址复制一份给克隆对象，也就是说原型对象和克隆对象的成员变量指向相同的内存地址。通过覆盖Object类的clone()方法可以实现浅克隆
深拷贝：对象实现 Serializable 读取二进制流，无论原型对象的成员变量是基本数据类型还是引用类型，都将复制一份给克隆对象，如果需要实现深克隆，可以通过序列化(Serializable)等方式来实现

原型模式是内存二进制流的拷贝，比new对象性能高很多，使用的时候记得注意是选择浅拷贝还是深拷贝

二、核心组成

Prototype: 声明克隆方法的接口,是所有具体原型类的公共父类，Cloneable接口
ConcretePrototype : 具体原型类
Client: 让一个原型对象克隆自身从而创建一个新的对象

三、应用场景

创建新对象成本较大，新的对象可以通过原型模式对已有对象进行复制来获得
如果系统要保存对象的状态，做备份使用

四、优缺点

优点
- 当创建新的对象实例较为复杂时，使用原型模式可以简化对象的创建过程，可以提高新实例的创建效率
- 可辅助实现撤销操作，使用深克隆的方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，以便在需要的时候使用恢复到历史状态
缺点
- 需要为每一个类配备一个克隆方法，对已有的类进行改造时，需要修改源代码，违背了“开闭原则”
- 在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码，且当对象之间存在多重的嵌套引用时，需要对每一层对象对应的类都必须支持深克隆

五、代码

package com.lcy.study.design.prototype;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import lombok.Data;

/**
 * @Description 原型模式
 * @Author lcy
 * @Date 2021/7/20 21:00
 */
@Data
public class Person implements Cloneable, Serializable {

    /**
     * 名称
     */
    private String name;

    /**
     * 年龄
     */
    private int age;

    /**
     * list集合
     */
    private List<String> list = new ArrayList<>();

    /**
     * 浅拷贝
     * @return com.lcy.study.design.prototype.Person
     * @author lcy
     * @date 2021/7/20 21:02
     **/
    @Override public Person clone() throws CloneNotSupportedException{
        return (Person)super.clone();
    }

    /**
     * 深拷贝
     * @return com.lcy.study.design.prototype.Person
     * @author lcy
     * @date 2021/7/20 21:16
     **/
    public Person deepClone(){
        //输出 序列化
        try (ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos)) {

            oos.writeObject(this);

            Person copyObj;
            //输入 反序列化
            try (ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
                    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais)) {
                copyObj = (Person)ois.readObject();
            }
            return copyObj;
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{

        Person person1 = new Person();
        person1.setAge(1);
        person1.setName("张三");
        person1.getList().add("a");
        Person person2 = person1.clone();
        person2.setName("李四");
        person2.getList().add("a");
        System.out.println(person1);
        System.out.println(person2);

        Person person3 = new Person();
        person3.setAge(2);
        person3.setName("王五");
        person3.getList().add("a");
        Person person4 = person3.deepClone();
        person4.getList().add("a");
        System.out.println(person3);
        System.out.println(person4);

    }
}

原型模式 ​

一、原型模式介绍 ​

二、核心组成 ​

三、应用场景 ​