【Java】原型模式

对于设计模式，网上大部分资料都直接抛出一大堆理论，让人难以看明白。其实所谓的“设计模式”，只是怎么把代码写得更好而已，避免大量的代码出现重复而已，如果你不介意，完全可以把某一段代码拷贝粘贴多次，来实现功能，然而，许多地方，甚至软考的软件设计师，都对设计模式进行考察。

下面说说原型模式，其实设计模式，任何语言都能实现，是一种编程思想。

原型模式是：通过复制一个已经存在的实例来创建一个新的实例。被复制的实例被称为原型，这个原型是可定制的。

原型模式的作用是：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

举一个最简单的例子来说明原型模式：老师把需要做的作业写到黑板上，而下面的我们都要把这些题抄写到自己的本子上，回家做好，第二天交上来，也就是每道题，全班50个人，每个人都要抄写一遍。按照现在的时间理论来说，就是浪费了50个人的时间。

现在，老师做一份电子版的习题，打印一份，然后拿着这份打印的原版，就可以复制出50份。

结合原型模式的概念进行分析，老师打印出来的那一份，就是“原型”，而复制出来的那50份，就是使用的“拷贝”。而原型模式就是这么简单的一个道理，通过现有的东西，再复制出一个来。

以2013年上半年的软件设计师的软考的最后一题（以Java作答）说明原型模式的应用。

题目是这样的：现要求实现一个能够自动生成求职简历的程序。简历的基本内容包括求职者的姓名、性别、年龄以及工作经历等。希望每份简历的工作经历有所不同，并尽量减少程序中重复的代码。

现采用原型（Prototype）模式来实现上述要求，得到如图6-1所示的类图：



也就是说，在Resume a,Resume b大量的信息，也就是姓名、年龄这些类成员是完全一样的的，只有里面的WorkExperience中的内容，但你不可以在初始化Resume a与Resume b的时候，搞出Resume a("张三","29","男“,"1999-2002","XX公司")，Resume b("张三","29","男“,"2002-2006","YY公司")公司这样的初始化来，需要Resume  b直接复制Resume a的内容，然后利用其中的set的方法，来改变其中的"1999-2002","XX公司"两项。

据说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。

具体代码如下，其中用到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CloneNotSupportedException异常。重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此，Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。这比C++还要自己定义一个Cloneable接口简单得多，因为Java本身自带。

class WorkExperience implements Cloneable{

private String workDate;
private String company;
public Object Clone(){
WorkExperience obj= new WorkExperience();
obj.workDate=this.workDate;
obj.company=this.company;
return obj;
}

//getter setter，只是为了数据的传递。原题目这段代码被省略了。
public String getWorkDate() {
return workDate;
}
public void setWorkDate(String workDate) {
this.workDate = workDate;
}
public String getCompany() {
return company;
}
public void setCompany(String company) {
this.company = company;
}
}

class Resume implements Cloneable{

private String name;
private String sex;
private String age;
private WorkExperience work;

public Resume(String name){//初始化的时候，WorkExperience为空
this.name=name;
work=new WorkExperience();
}
private Resume(WorkExperience work){
//构建Resume类的时候，自动将所有的WorkExperience信息复制过去
this.work=work;
}
public void SetPersonalInfo(String sex,String age){
this.sex=sex;
this.age=age;
}
public void SetWorkExperience(String workDate,String company){//用于改变WorkExperience信息
work.setWorkDate(workDate);
work.setCompany(company);
}
public Object Clone(){//复制原型的时候，将WorkExperience信息+所有类成员复制过去。
Resume obj= new Resume(work);
obj.name=this.name;
obj.sex=this.sex;
obj.age=this.age;
return obj;
}

//getter setter，只是为了数据的传递。原题目这段代码被省略了。
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
public String getAge() {
return age;
}
public void setAge(String age) {
this.age = age;
}
public WorkExperience getWork() {
return work;
}
public void setWork(WorkExperience work) {
this.work = work;
}
}

public class WorkResume {
public static void main(String[] args) {
//Resume a成功构建，并设置信息之后
Resume a= new Resume("张三");
a.SetPersonalInfo("男","29");
a.SetWorkExperience("1998-2000", "XXX公司");
//Resume b直接复制a信息，再改变SetWorkExperience
Resume b=(Resume)a.Clone();
b.SetWorkExperience("2001-2006", "YYY公司");
//打印测试Resume b的信息
System.out.println(b.getName()+","+b.getAge()+","+b.getSex()+","+b.getWork().getWorkDate()+","+b.getWork().getCompany());
}
}


b并没有初始化，只是直接拷贝a的内容，改变工作经历，但打印B的信息，发现B的信息正是我们想要的，证明原型模式构建成功。