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原型（Prototype）模式的定义如下：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相同或相似的新对象。它属于创建型设计模式，用于创建重复的对象，同时又能保证性能（用这种方式创建对象非常高效）。
实际项目中原型模式很少单独出现，一般和工厂模式一起出现，通过clone方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
由于 Java 提供了对象的 clone() 方法，所以用 Java 实现原型模式很简单，只需要实现Cloneable接口并重写clone()方法，简单程度仅次于单例模式和迭代器模式。
原型模式包含以下主要角色。
其结构图如图所示：
代码实现如下：
//具体原型类 class Realizetype implements Cloneable { Realizetype() { System.out.println("具体原型创建成功！"); } public Object clone() throws CloneNotSupportedException { System.out.println("具体原型复制成功！"); return (Realizetype)super.clone(); } } //原型模式的测试类 public class PrototypeTest { public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException { Realizetype obj1=new Realizetype(); Realizetype obj2=(Realizetype)obj1.clone(); System.out.println("obj1==obj2?"+(obj1==obj2)); } }
结果如下：
具体原型创建成功！ //此处构造方法在clone的时候并不会执行，因为对象是从内存以二进制流的方式进行拷贝，当然不会执行 具体原型复制成功！ obj1==obj2?false //不是同一个对象
构造方法在clone的时候并不会执行，因为对象是从内存以二进制流的方式进行拷贝，当然不会执行，如上例子中所示。
如下代码，就是浅拷贝：
class Thing2 implements Cloneable { private ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); @Override public Thing2 clone() { Thing2 thing = null; try { thing = (Thing2) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("克隆失败"); } return thing; } public void setValue(String value) { this.list.add(value); } public ArrayList getValue() { return this.list; } } public class SimpleClone { public static void main(String[] args) { Thing2 thing = new Thing2(); thing.setValue("张三"); Thing2 cloneThing= thing.clone(); cloneThing.setValue("李四"); System.out.println(thing.getValue()); } }
测试结果输出为：
原始对象：[张三, 李四]
克隆对象：[张三, 李四]
原型模式克隆出来的对象应该是相互独立的，那么为什么会出现原始对象和克隆对象之间共享访问呢？
这是因为object类的clone方法只拷贝本对象，其对象内部的数组，引用对象等都不拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址，这种拷贝就是浅拷贝。两个对象共用一个私有变量。这是一种非常不安全的方式。
原始类型会被拷贝(int，double，long。。。)，String类型也会被拷贝；数组、引用类型不会被拷贝。
使用原型类型时，引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝：
如下为深拷贝：
class Thing1 implements Cloneable { private ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); @Override public Thing1 clone() { Thing1 thing = null; try { thing = (Thing1) super.clone(); thing.list = (ArrayList) this.list.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("克隆失败"); } return thing; } public void setValue(String value) { this.list.add(value); } public ArrayList getValue() { return this.list; } } public class DeepClone { public static void main(String[] args) { Thing1 thing = new Thing1(); thing.setValue("张三"); Thing1 cloneThing= thing.clone(); cloneThing.setValue("李四"); System.out.println("原始对象："+thing.getValue()); System.out.println("克隆对象："+cloneThing.getValue()); } }
输出结果为：
原始对象：[张三]
克隆对象：[张三, 李四]
注意：
这是因为final关键字的特性
对于一个final变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。因此：要使用clone()方法，类的成员变量上不要增加final关键字。
原型模式可扩展为带原型管理器的原型模式，它在原型模式的基础上增加了一个原型管理器 PrototypeManager 类。该类用 HashMap 保存多个复制的原型，Client 类可以通过管理器的 get(String id) 方法从中获取复制的原型。其结构图如图所示：
代码如下：
import java.util.*; interface Shape extends Cloneable { public Object clone(); //拷贝 public void countArea(); //计算面积 } class Circle implements Shape { public Object clone() { Circle w=null; try { w=(Circle)super.clone(); } catch(CloneNotSupportedException e) { System.out.println("拷贝圆失败!"); } return w; } public void countArea() { int r=0; System.out.print("这是一个圆，请输入圆的半径："); Scanner input=new Scanner(System.in); r=input.nextInt(); System.out.println("该圆的面积="+3.1415*r*r+"\n"); } } class Square implements Shape { public Object clone() { Square b=null; try { b=(Square)super.clone(); } catch(CloneNotSupportedException e) { System.out.println("拷贝正方形失败!"); } return b; } public void countArea() { int a=0; System.out.print("这是一个正方形，请输入它的边长："); Scanner input=new Scanner(System.in); a=input.nextInt(); System.out.println("该正方形的面积="+a*a+"\n"); } } class ProtoTypeManager { private HashMap<String, Shape>ht=new HashMap<String,Shape>(); public ProtoTypeManager() { ht.put("Circle",new Circle()); ht.put("Square",new Square()); } public void addshape(String key,Shape obj) { ht.put(key,obj); } public Shape getShape(String key) { Shape temp=ht.get(key); return (Shape) temp.clone(); } } public class ProtoTypeShape { public static void main(String[] args) { ProtoTypeManager pm=new ProtoTypeManager(); Shape obj1=(Circle)pm.getShape("Circle"); obj1.countArea(); Shape obj2=(Shape)pm.getShape("Square"); obj2.countArea(); } }
测试结果为：
这是一个圆，请输入圆的半径：3 该圆的面积=28.2735 这是一个正方形，请输入它的边长：3 该正方形的面积=9
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原文地址：https://www.cnblogs.com/jing99/p/12596288.html
