设计模式之原型模式

一、介绍

原型模式属于创建型设计模式 ，用于创建重复的对象，且同时又保证了性能。

该设计模式的好处是将对象的创建与调用方分离。

其目的就是** 根据一个对象(称为原型)创建一个与其完全相同的对象(当然内存地址不同) **原对象被认为是新对象的原型。

二、实现步骤

原型模式的实现步骤如下：

应用原型模式的类要实现Cloneable接口。
应用原型模式的类要重写Object类定义的clone()方法。
通过调用对象的clone()方法，获得一个与该对象相同的对象。

在重写Object类定义的clone()方法时，直接通过调用super.clone()即可得到一个新对象，如下所示

三、案例

浅拷贝：复制对象及基本数据类型，引用类型的字段共享原对象得到内存地址。

java 复制代码

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private String sex;
    private List<String> friends = new ArrayList<>();

    public void addFriends(String friends)  {
        this.friends.add(friends);
    }

    @Override
    public Person clone() {
        try {
            Person person = (Person) super.clone(); // 浅拷贝，items引用共享
            return person;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", friends=" + friends +
                '}';
    }


    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

}

测试：

深拷贝：递归复制所有引用对象，确保数据独立性。

java 复制代码

public class Person2 implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private String sex;
    private List<String> friends = new ArrayList<>();

    public void addFriends(String friends)  {
        this.friends.add(friends);
    }

    @Override
    public Person2 clone() {
        try {
            Person2 copy = (Person2) super.clone();
            copy.friends = new ArrayList<>(this.friends); // 手动复制列表元素
            return copy;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", friends=" + friends +
                '}';
    }


    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

}

测试：

四、应用场景

资源消耗大对象：如数据库连接配置，避免重复初始化。
动态状态保存：游戏存档、文档历史版本。
复杂对象生成：GUI控件、多层级配置对象。

七、总结

原型模式用于创建具有相同属性的重复对象。
原型模式的实现就是实现Cloneable接口 + 重写clone()方法实现的。
Object类的clone()方法实现由JVM实现，性能较好。但仅能实现浅拷贝

复制代码