设计模式(3)--原型模式概念要点及例子说明

原型模式就是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 好比我要生产10000台电脑，正常需要一步步组装CPU、GPU等组件，而原型模式，就是在已经组装好的电脑，通过复制（克隆）来形成新的电脑

1. 原型模式实现：

原型类要实现 Cloneable 接口然后重写clone方法即可

原型模式的克隆分为浅克隆和深克隆。  浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址。  深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。

1-1. 浅克隆（拷贝）：

public class CPU implements Cloneable { private int id; //序列id private String basicFrequency; //主频 private String type; //型号 private String coreNum; //核心数 private String threadNum; //线程数 public CPU(String basicFrequency, String type, String coreNum, String threadNum) { this.basicFrequency = basicFrequency; this.type = type; this.coreNum = coreNum; this.threadNum = threadNum; } @Override protected CPU clone() throws CloneNotSupportedException { return (CPU) super.clone(); } //set、get方法 } public class HightComputer implements Cloneable { private int id; private String branch; private CPU cpu; //get、set方法 @Override protected HightComputer clone() throws CloneNotSupportedException { return (HightComputer) super.clone(); } @Test public void main1() throws CloneNotSupportedException { CPU cpu = new CPU("1.8GHZ", "i7", "4核", "8线程"); HightComputer hightComputer = new HightComputer(); hightComputer.setBranch("huawei"); hightComputer.setCpu(cpu); hightComputer.setId(0); for (int i = 1; i < 2; i++) { HightComputer computer = hightComputer.clone(); hightComputer.getCpu().setType("i5"); System.out.println("原型:" + hightComputer); System.out.println("克隆:" + computer); } }

原型:HightComputer{id=0, branch=‘huawei’, cpu=CPU{id=0, basicFrequency=‘1.8GHZ’, type=‘i5’, coreNum=‘4核’, threadNum=‘8线程’}} 克隆:HightComputer{id=0, branch=‘huawei’, cpu=CPU{id=0, basicFrequency=‘1.8GHZ’, type=‘i5’, coreNum=‘4核’, threadNum=‘8线程’}} 输出结果如上所示，浅克隆对非基本类型属性（CPU），仍指向原来的内存地址 即改变原型CPU参数，克隆后的对象也一样会改变（前后都变成i5了），应该保持克隆后的对象为i7的

1-2. 深克隆（拷贝）：

深克隆，则需要在clone方法中对克隆后的实例对象修改其非基本类型数据，使其与原引用断开。

public class HightComputer implements Cloneable { private int id; private String branch; private CPU cpu; //get、set方法 @Override protected HightComputer clone() throws CloneNotSupportedException { HightComputer clone = (HightComputer) super.clone(); CPU cpu = clone.getCpu().clone(); clone.setCpu(cpu); return clone; } @Test public void main1() throws CloneNotSupportedException { CPU cpu = new CPU("1.8GHZ", "i7", "4核", "8线程"); HightComputer hightComputer = new HightComputer(); hightComputer.setBranch("huawei"); hightComputer.setCpu(cpu); hightComputer.setId(0); for (int i = 1; i < 2; i++) { HightComputer computer = hightComputer.clone(); hightComputer.getCpu().setType("i5"); System.out.println("原型:" + hightComputer); System.out.println("克隆:" + computer); } }

原型:HightComputer{id=0, branch=‘huawei’, cpu=CPU{id=0, basicFrequency=‘1.8GHZ’, type=‘i5’, coreNum=‘4核’, threadNum=‘8线程’}} 克隆:HightComputer{id=0, branch=‘huawei’, cpu=CPU{id=0, basicFrequency=‘1.8GHZ’, type=‘i7’, coreNum=‘4核’, threadNum=‘8线程’}} 上述输出可见，克隆后的对象保持原型的属性参数。

2. 原型模式优缺点：

Java 自带的原型模式基于内存二进制流的复制，在性能上比直接 new 一个对象更加优良。  如果对象的初始化较长，或占用资源太多，也就是创建对象的成本较大，使用原型模式效率会高点

从实现也可以指定，原型模式需要每个实例(包括其非基本类型属性)均要实现Cloneable接口和clone方法，深克隆的时候，还要修改clone方法的实现，有一定复杂。