意图：
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。
使用场景
- 资源优化场景。
- 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
- 性能和安全要求的场景。
- 通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。
- 一个对象多个修改者的场景。
- 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
- 在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
复制/克隆
Java中的对象复制/克隆分为浅复制和深复制：
一、浅复制：
我们知道，一个类的定义中包括属性和方法。属性用于表示对象的状态，方法用于表示对象所具有的行为。其中，属性既可以是Java中基本数据类型，也可以是引用类型。Java中的浅复制通常使用clone()方式完成。
当进浅复制时，clone函数返回的是一个引用，指向的是新的clone出来的对象，此对象与原对象分别占用不同的堆空间。同时，复制出来的对象具有与原对象一致的状态。
此处对象一致的状态是指：复制出的对象与原对象中的属性值完全相等==。
下面以复制一本书为例：
1.定义Book类和Author类：
class Author {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
class Book implements Cloneable {
private String title;
private int pageNum;
private Author author;
public Book clone() {
Book book = null;
try {
book = (Book) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return book;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public int getPageNum() {
return pageNum;
}
public void setPageNum(int pageNum) {
this.pageNum = pageNum;
}
public Author getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(Author author) {
this.author = author;
}
}
2.测试：
package com.qqyumidi;
public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) {
Book book1 = new Book();
Author author = new Author();
author.setName("corn");
author.setAge(100);
book1.setAuthor(author);
book1.setTitle("关注编码前线");
book1.setPageNum(230);
Book book2 = book1.clone();
System.out.println(book1 == book2); // false
System.out.println(book1.getPageNum() == book2.getPageNum()); // true
System.out.println(book1.getTitle() == book2.getTitle()); // true
System.out.println(book1.getAuthor() == book2.getAuthor()); // true
}
}
由输出的结果可以验证说到的结论。由此我们发现：虽然复制出来的对象重新在堆上开辟了内存空间，但是，对象中各属性确保持相等。对于基本数据类型很好理解，但对于引用数据类型来说，则意味着此引用类型的属性所指向的对象本身是相同的， 并没有重新开辟内存空间存储。换句话说，引用类型的属性所指向的对象并没有复制。
由此，我们将其称之为浅复制。当复制后的对象的引用类型的属性所指向的对象也重新得以复制，此时，称之为深复制。
二、深复制：
Java中的深复制一般是通过对象的序列化和反序列化得以实现。序列化时，需要实现Serializable接口。
下面还是以Book为例，看下深复制的一般实现过程：
1.定义Book类和Author类（注意：不仅Book类需要实现Serializable接口，Author同样也需要实现Serializable接口!!）：
class Author implements Serializable{
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
class Book implements Serializable {
private String title;
private int pageNum;
private Author author;
public Book deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{
// 写入当前对象的二进制流
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
// 读出二进制流产生的新对象
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Book) ois.readObject();
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public int getPageNum() {
return pageNum;
}
public void setPageNum(int pageNum) {
this.pageNum = pageNum;
}
public Author getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(Author author) {
this.author = author;
}
}
2.测试：
public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException {
Book book1 = new Book();
Author author = new Author();
author.setName("corn");
author.setAge(100);
book1.setAuthor(author);
book1.setTitle("关注编码前线");
book1.setPageNum(230);
Book book2 = book1.deepClone();
System.out.println(book1 == book2); // false
System.out.println(book1.getPageNum() == book2.getPageNum()); // true
System.out.println(book1.getTitle() == book2.getTitle()); // false
System.out.println(book1.getAuthor() == book2.getAuthor()); // false
}
}
从输出结果中可以看出，深复制不仅在堆内存上开辟了空间以存储复制出的对象，甚至连对象中的引用类型的属性所指向的对象也得以复制，重新开辟了堆空间存储。
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