一、概念
原型模式（Prototype Pattern）：利用对已有对象（原型）进行复制（或者叫拷贝）的方式来创建新对象，以达到节省创建时间的目的。
使用场景：如果对象的创建成本比较大，而且同一个类的不同对象之间差别不大（大部分字段都相同），这种情况下可以考虑原型模式。
二、实现
原型模式有两种实现方法，深拷贝和浅拷贝。
- 浅拷贝：只会复制对象中基本数据类型数据和引用对象的内存地址，不会递归地复制引用对象，以及引用对象的引用对象。
- 深拷贝：得到的是一份完完全全独立新的对象。
当一个类中只有基本数据类型时，浅拷贝与深拷贝是同样的。
当一个类中含有引用数据类型是，浅拷贝只是拷贝一份引用，修改浅拷贝的值，原来的也会跟着变化。
举个例子：
肯德基套餐A对象，包含一个可乐对象，一个汉堡包对象。
浅拷贝：就是复制了一份肯德基套餐A，但是里面包含的可乐和汉堡还是原来的那一份，如果咬一口汉堡，那么原来的那个就缺一块。
深拷贝：也是复制了一份肯德基套餐A，但是里面的可乐和汉堡是新的对象，如果咬一口汉堡，那么原来的那个还是完好无损的。
- 浅拷贝实现：
代码：注意如果想实现克隆功能，要克隆的类要实现Cloneable 接口。
1、肯德基套餐A
public class KFCSetMenuA implements Cloneable {
private float price;
private Cola cola;
private Hamburger hamburger;
....省略set和get方法
@Override
protected Object clone() {
KFCSetMenuA kfcSetMenuA = null;
try {
kfcSetMenuA = (KFCSetMenuA) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(e.toString());
}
return kfcSetMenuA;
}
}
2、其他对象
public class Cola implements Cloneable {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Hamburger implements Cloneable {
}
3、实现浅拷贝
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
KFCSetMenuA kfcSetMenuA = new KFCSetMenuA();
kfcSetMenuA.setPrice(15.5f);
Cola cola = new Cola();
cola.setName("可口可乐");
kfcSetMenuA.setCola(cola);
KFCSetMenuA cloneKFCSetMenuA = (KFCSetMenuA) kfcSetMenuA.clone();
cloneKFCSetMenuA.setPrice(16.5f);
cloneKFCSetMenuA.getCola().setName("百事可乐");
System.out.println("原对象可乐：" + kfcSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("克隆对象可乐：" + cloneKFCSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("原对象价格：" + kfcSetMenuA.getPrice());
System.out.println("克隆对象价格：" + cloneKFCSetMenuA.getPrice());
}
4、浅拷贝结果
总结：从结果看到，说明克隆后的对象和原始的指向的是同一个cola对象，改名字后都变了，但是基本类型数据是没有改变的。
- 深拷贝实现方式1
1、重新定义Cola中的clone方法。
public class Cola implements Cloneable {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@NonNull
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Cola cola = null;
try {
cola = (Cola) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(e.toString());
}
return cola;
}
}
2、实现的时候同时把Cola对象clone一遍。
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
KFCSetMenuA kfcSetMenuA = new KFCSetMenuA();
kfcSetMenuA.setPrice(15.5f);
Cola cola = new Cola();
cola.setName("可口可乐");
kfcSetMenuA.setCola(cola);
KFCSetMenuA cloneKFCSetMenuA = (KFCSetMenuA) kfcSetMenuA.clone();
//克隆Cola对象
Cola cloneCola = (Cola) cola.clone();
cloneKFCSetMenuA.setCola(cloneCola);
cloneKFCSetMenuA.setPrice(16.5f);
cloneKFCSetMenuA.getCola().setName("百事可乐");
System.out.println("原对象可乐：" + kfcSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("克隆对象可乐：" + cloneKFCSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("原对象价格：" + kfcSetMenuA.getPrice());
System.out.println("克隆对象价格：" + cloneKFCSetMenuA.getPrice());
}
3、深拷贝实现方式1结果：
总结：这个方式就是把克隆对象中引用的对象也进行浅克隆，但是如果出现嵌套多层的时候，每个引用对象都得实现克隆，太麻烦。
- 深拷贝实现方式2-序列化
1、在KFCSetMenuA 类中加入如下方法，并且KFCSetMenuA 要实现Serializable接口。
public KFCSetMenuA deepClone() {
//声明流对象
ByteArrayOutputStream bos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
//创建序列化流
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
//将当前对象以对象流的方式输出
oos.writeObject(this);
//创建反序化流
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
//将流对象反序列化，实现类的深拷贝。
return (KFCSetMenuA) ois.readObject();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
} finally {
try {
//关闭资源
bos.close();
bis.close();
oos.close();
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2、实现方式
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
KFCSetMenuA kfcSetMenuA = new KFCSetMenuA();
kfcSetMenuA.setPrice(15.5f);
Cola cola = new Cola();
cola.setName("可口可乐");
kfcSetMenuA.setCola(cola);
// 序列化深拷贝
KFCSetMenuA cloneKFCSetMenuA = kfcSetMenuA.deepClone();
cloneKFCSetMenuA.setPrice(16.5f);
cloneKFCSetMenuA.getCola().setName("百事可乐");
System.out.println("原对象可乐：" + kfcSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("克隆对象可乐：" + cloneKFCSetMenuA.getCola().getName());
System.out.println("原对象价格：" + kfcSetMenuA.getPrice());
System.out.println("克隆对象价格：" + cloneKFCSetMenuA.getPrice());
}
3、深拷贝实现方式2结果：
参考文章：
极客时间《设计模式》（王争）
