原型模式—创建型

简介：

原型二字说明了该模式应该有一个样板实例，用户从这个样板对象复制（克隆）出一个内部属性一致的对象。被复制的实例就是原型。如果对象的创建成本比较大，而同一个类的不同对象之间差别不大（大部分字段都相同），在这种情况下，我们可以利用对已有对象（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。这种基于原型来创建对象的方式就叫作原型设计模式（Prototype Design Pattern），简称原型模式。

应用场景

1，类初始化需要很消耗资源，通过原型复制创建对象，可以避免这些资源消耗；

2，通过new创建一个对象需要很繁琐的数据准备，可通过原型模式；

3，一个类的不同对象之间差别不大，大部分字段都相同；

实现

对于熟悉 JavaScript 语言的前端程序员来说，原型模式是一种比较常用的开发模式。这是因为，有别于 Java、C++ 等基于类的面向对象编程语言，JavaScript 是一种基于原型的面向对象编程语言。在Java语言中，最简单的实现就是调用的clone()方法;

案例：

原型

Book.class为原型，复制出更多的Book对象；

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import androidx.annotation.NonNull;

public class Book implements Cloneable{

    private String name;
    private ArrayList mImages = new ArrayList<>();

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public List getImages() {
        return mImages;
    }

    public void setImage(String image) {
        this.mImages.add(image);
    }

    public void showConten() {
        System.out.println("**************** Start **************");
        System.out.println("name: "+ this.name);

        for (String img : mImages) {
            System.out.println("image name: " + img);
        }
        System.out.println("**************** End **************");
    }

    @NonNull
    @Override
    protected Book clone() {
        try {
            Book book = (Book) super.clone();
            book.name = this.name;
            book.mImages = this.mImages;
            return book;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

复制对象

public class CloneBook {

    public static void main(String[] args) {
        Book book = new Book();
        book.setName("活法");
        book.setImage("图1");
        book.setImage("图2");

        book.showConten();

        Book book1 = book.clone();
        book1.setName("Android");
        book1.showConten();

        book.showConten();
    }
}

 运行：

**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************
**************** Start **************
name: Android
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************
**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************
 

浅拷贝和深拷贝

原型模式有两种实现方法，深拷贝和浅拷贝。不管浅拷贝还是深拷贝都是原型模式的实现方式；

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；

上面的Book对象的拷贝就是浅拷贝，不信可以试试，代码如下

public class CloneBook {

    public static void main(String[] args) {
        Book book = new Book();
        book.setName("活法");
        book.setImage("图1");
        book.setImage("图2");

        book.showConten();

        Book book1 = book.clone();
        book1.setName("Android");
        book1.setImage("图3");//修改引用对象的数据
        book1.showConten();

        book.showConten();
    }
}

 运行结果：

**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************
**************** Start **************
name: Android
image name: 图1
image name: 图2
image name: 图3
**************** End **************
**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
image name: 图3
**************** End **************

可以看出拷贝的对象book1修改了原型中的引用对象的数据（mImages），结果book对象中的引用对象的数据也改变了；book和book1同时指向mImages的同一个对象地址；

深拷贝：深拷贝得到的是一份完完全全独立的对象。

修改Book类中的clone方法

@NonNull
@Override
protected Book clone() {
     try {
         Book book = (Book) super.clone();
         book.name = this.name;
         book.mImages = (ArrayList) this.mImages.clone();
         return book;
     } catch (CloneNotSupportedException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     return null;
}

重新运行如下代码

public class CloneBook {

    public static void main(String[] args) {
        Book book = new Book();
        book.setName("活法");
        book.setImage("图1");
        book.setImage("图2");

        book.showConten();

        Book book1 = book.clone();
        book1.setName("Android");
        book1.setImage("图3");//修改引用对象的数据
        book1.showConten();

        book.showConten();
    }
}

结果：book1修改了引用类型对象中的数据，对book没有任何影响；这就是深拷贝；

**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************
**************** Start **************
name: Android
image name: 图1
image name: 图2
image name: 图3
**************** End **************
**************** Start **************
name: 活法
image name: 图1
image name: 图2
**************** End **************