Java与设计模式(05)--原型模式

模式定义

用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这个原型创建新的对象。

Prototype模式允许通过一个对象创建另外一个对象，根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。

术语

浅复制/浅拷贝, shallow copy

被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值(仅对于简单的值类型数据)，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。换言之，浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。

深复制/深拷贝,deep copy

被复制对象的所有的变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。换言之，深复制把重复的对象所引用的对象都复制一遍，而这种对被引用到的对象的复制叫做间接复制。

模式角色

原型模式包含如下角色：

抽象原型(abstract prototype)：java中所有类都继承自Object，且Object实现了clone()方法，所以所有的对象都可以通过实现clone()接口实现具体原型；
具体原型类(concrete prototype)：具体原型类如果实现了clone()方法，需要实现clonable接口，否则会抛出CloneNotSupported异常；
客户类(client)：用来测试模式；

clone方法需要满足的几个原则：

x.clone() != x，两个对象不是一个；
x.clone().getClass() == x.getClass()，两个对象的class是同一个；

x.clone().equals(x)，两个应该满足equals()方法条件；

注意：

Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，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。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。

接着我们看个简单的例子：

浅拷贝：

public class ConcretePrototypeShallowCopy implements Cloneable {
public List list = new ArrayList();

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}

深拷贝：
public class ConcretePrototypeDeepCopy implements Cloneable {
public List list = new ArrayList();

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
ConcretePrototypeDeepCopy c = (ConcretePrototypeDeepCopy) super.clone();
c.list = (List) ((ArrayList)c.list).clone();
return c;
}

}

Client：
public class ConsoleTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
ConcretePrototypeShallowCopy s1 = new ConcretePrototypeShallowCopy();
ConcretePrototypeShallowCopy s2 = (ConcretePrototypeShallowCopy) s1.clone();

ConcretePrototypeDeepCopy d1 = new ConcretePrototypeDeepCopy();
ConcretePrototypeDeepCopy d2 = (ConcretePrototypeDeepCopy) d1.clone();
}
}