Java设计模式——原型模式

概述

原型模式是一个创建型的模式。该模式有一个样板实例，用户从这个样板对象中复制出一个内部属性一致的对象，这个过程也就是俗称的“克隆”。被复制的实例就是所称的“原型”。

原型模式：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象

使用场景

• 类初始化需要消耗非常多的资源，包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗

• 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限。这时可以使用原型拷贝

• 一个对象需要提供给其他对象调用者使用，而且各个调用者都需要修改其值，可以考虑通过原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝

原型模式的简单实现

通过实现Cloneable接口：

首先创建一个文档对象，即WordDocument，这个文档中含有文字和图片，编辑时在文档副本上修改。

public class WordDocument implements Cloneable {

    private String mText;

    private ArrayList mImages = new ArrayList<>();

    public WordDocument() {
        System.out.println("---------- WordDocument构造函数 -------------");
    }

    @Override
    protected WordDocument clone() {
        try {
            WordDocument doc = (WordDocument) super.clone();
            doc.mText = this.mText;
            doc.mImages = this.mImages; // 浅拷贝
            doc.mImages = (ArrayList) mImages.clone(); // 深拷贝,引用类型
            return doc;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public String getmText() {
        return mText;
    }

    public void setmText(String mText) {
        this.mText = mText;
    }

    public List getmImages() {
        return mImages;
    }

    public void addImage(String img) {
        this.mImages.add(img);
    }
}

浅拷贝： 也称影子拷贝，副本并不是将原型所有字段都重新构造，而是引用。
深拷贝： 即拷贝对象时，对引用型的字段也要采用拷贝形式，并不是单纯的引用

需要拷贝时调用clone()

        WordDocument originDoc = new WordDocument();
        originDoc.setmText("这是一篇文章");
        originDoc.addImage("图片1");
        originDoc.addImage("图片2");


        WordDocument doc = originDoc.clone();

Android中的原型模式

• ArrayList：

public Object clone() {
        try {
            ArrayList> v = (ArrayList>) super.clone();
            v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);
            v.modCount = 0;
            return v;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            // this shouldn't happen, since we are Cloneable
            throw new InternalError(e);
        }
    }

• Intent:

    @Override
    public Object clone() {
        return new Intent(this);
    }

• …………

总结

使用原型模式可以解决构建复杂对象的资源消耗问题，能够在某些场景提升创建对象的效率。还有一个重要用途就是保护性拷贝，也就是某个对象对外可能是只读的，为了防止外部对这个只读对象修改，通常可以返回一个对象拷贝的形式实现只读的限制。

注意浅拷贝、深拷贝的区别

优点： 原型模式是在内存中二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别是在一个循环体内产生大量的对象时，原型模型可以更好地体现其优点

缺点： 直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的，实际开发要考虑这个潜在问题