JAVA设计模式之原型模式

定义：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。

类型：创建类模式

类图：

原型模式主要用于对象的复制，它的核心是就是类图中的原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件：

实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSuppZ http://www.2cto.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"brush:java;">class Prototype implements Cloneable { public Prototype clone(){ Prototype prototype = null; try{ prototype = (Prototype)super.clone(); }catch(CloneNotSupportedException e){ e.printStackTrace(); } return prototype; } } class ConcretePrototype extends Prototype{ public void show(){ System.out.println("原型模式实现类"); } } public class Client { public static void main(String[] args){ ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype(); for(int i=0; i< 10; i++){ ConcretePrototype clonecp = (ConcretePrototype)cp.clone(); clonecp.show(); } } }

使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大对象时，性能的差别非常明显。

使用原型模式的另一个好处是简化对象的创建，使得创建对象就像我们在编辑文档时的复制粘贴一样简单。

因为以上优点，所以在需要重复地创建相似对象时可以考虑使用原型模式。比如需要在一个循环体内创建对象，假如对象创建过程比较复杂或者循环次数很多的话，使用原型模式不但可以简化创建过程，而且可以使系统的整体性能提高很多。

原型模式的注意事项

使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的，它直接在内存中复制数据，因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行，甚至连访问权限都对原型模式无效。单例模式中，只要将构造方法的访问权限设置为private型，就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限，所以，单例模式与原型模式是冲突的，在使用时要特别注意。深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型（8种基本数据类型byte,char,short,int,long,float,double，boolean），对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝，这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝，必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝。例如：

public class Prototype implements Cloneable {  
    private ArrayList list = new ArrayList();  
    public Prototype clone(){  
        Prototype prototype = null;  
        try{  
            prototype = (Prototype)super.clone();  
            prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();  
        }catch(CloneNotSupportedException e){  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return prototype;   
    }  
}  

由于ArrayList不是基本类型，所以成员变量list，不会被拷贝，需要我们自己实现深拷贝，幸运的是java提供的大部分的容器类都实现了Cloneable接口。所以实现深拷贝并不是特别困难。


关于深拷贝和浅拷贝，会发生深拷贝的是java 的 8种基本数据类型和他们的封装类，至于String这个类型需要注意，它是引用数据类型，所以是浅拷贝，有疑惑请看这篇博客：http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/18369201


作者：jason0539

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