1.原型模式

1.1概念

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。

1.2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：

1.3实现

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。

Java中的Object类中提供了方法来实现浅克隆。 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：clone()
public class Realizetype implements Cloneable {

    public Realizetype() {
        System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
    }

    @Override
    protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
        System.out.println("具体原型复制成功！");
        return (Realizetype) super.clone();
    }
}
public class PrototypeTest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Realizetype r1 = new Realizetype();
        Realizetype r2 = r1.clone();

        System.out.println("对象r1和r2是同一个对象？" + (r1 == r2));
    }
}
1.4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。
//奖状类
public class Citation implements Cloneable {
    private String name;

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

    public String getName() {
        return (this.name);
    }

    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！");
    }

    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Citation) super.clone();
    }
}

//测试访问类
public class CitationTest {
    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();
    }
}
因为name是String类型的所以会复制一份并不会显示出浅克隆的弊端

1.5深克隆（扩展）

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。

此时如果按照上述的方法克隆，show方法显示出来的就会都是李四
//奖状类
public class Citation implements Cloneable {
    private Student stu;

    public Student getStu() {
        return stu;
    }

    public void setStu(Student stu) {
        this.stu = stu;
    }

    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！");
    }

    @Override
    public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Citation) super.clone();
    }
}

//学生类
public class Student {
    private String name;
    private String address;

    public Student(String name, String address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    public Student() {
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

//测试类
public class CitationTest {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        Citation c1 = new Citation();
        Student stu = new Student("张三", "西安");
        c1.setStu(stu);

        //复制奖状
        Citation c2 = c1.clone();
        //获取c2奖状所属学生对象
        Student stu1 = c2.getStu();
        stu1.setName("李四");

        //判断stu对象和stu1对象是否是同一个对象
        System.out.println("stu和stu1是同一个对象？" + (stu == stu1));

        c1.show();
        c2.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。

因为STudent类属于自定义类浅克隆并不会复制，只会引用原对象，后面克隆的对象姓名改变后原对象也会改变，这样就暴露出了浅克隆的弊端这种情况需要使用深克隆，而进行深克隆需要使用对象流。
public class CitationTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Citation c1 = new Citation();
        Student stu = new Student("张三", "西安");
        c1.setStu(stu);

        //创建对象输出流对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
        //将c1对象写出到文件中
        oos.writeObject(c1);
        oos.close();

        //创建对象出入流对象
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
        //读取对象
        Citation c2 = (Citation) ois.readObject();
        //获取c2奖状所属学生对象
        Student stu1 = c2.getStu();
        stu1.setName("李四");

        //判断stu对象和stu1对象是否是同一个对象
        System.out.println("stu和stu1是同一个对象？" + (stu == stu1));

        c1.show();
        c2.show();
    }
}
注意：Citation类和Student类必须实现Serializable接口，否则会抛NotSerializableException异常。

2.浅克隆和深克隆

2.1克隆的特点

1、被克隆的对象的类应实现 Cloneable 接口，并重写 clone() 方法
2、浅克隆中8种基本数据类型和String类型会被克隆，而除此之外的类型数据不会被克隆，例如自定义Student类，因此当通过新对象对这些属性进行修改时，原对象的属性也会同时改变。而深克隆则已经对这些属性重新分配内存，所以当通过新对象对这些属性进行修改时，原对象的属性不会改变。

2.2浅克隆和深克隆的区别

1、浅克隆:对当前对象进行克隆,并克隆该对象所包含的8种基本数据类型和String类型属性（拷贝一份该对象并重新分配内存，即产生了新的对象）；但如果被克隆的对象中包含除8中数据类型和String类型外的其他类型的属性,浅克隆并不会克隆这些属性（即不会为这些属性分配内存，而是引用原来对象中的属性）。
2、深克隆:深克隆是在浅克隆的基础上，递归地克隆除8种基本数据类型和String类型外的属性（即为这些属性重新分配内存而非引用原来对象中的属性）