0x1、定义与使用场景
又称 克隆模式，定义如下：
如果对象的 创建成本较大，且同一个类的不同对象间差别不大(大部分字段相同)的情况下，可以利用已有对象(原型)进行复制(或者叫拷贝、克隆)的方式来创建新的对象，以达到节省创建时间的目的。
简单点说就是以某个对象为原型，克隆出一个一模一样的对象，常见应用场景：
- 资源优化 (对象初始化需使用较多外部资源时，如IO、数据库、CPU，权限等);
- 复杂依赖 (依赖嵌套，A创建依赖B，B创建依赖C，一连串的对象get和set);
- 同一对象多个修改者 (多个对象的调用者都需要修改对象的值，克隆多个供使用其使用，保护性拷贝);
- 需保存原始对象状态 (如记录历史操作的场景，通过原型模式快速保存记录);
- 结合工厂模式使用 (定义统一的复制接口，如clone、copy，使用一个工厂来统一进行拷贝和新对象创建，然后由工厂方法提供给调用者使用)。
组成角色：
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0x2、深浅拷贝
原型模式分为 浅拷贝 和 深拷贝 两种，浅拷贝只复制对象中基本数据类型和引用对象的内存地址，不会递归地复制引用对象，以及引用对象的引用对象...而深拷贝得到的则是一份完完整整独立的对象，所以，深拷贝更耗时和耗内存空间。
注：浅拷贝得到的对象和原始对象会共享部分数据，可能出现数据被修改的风险，故更适用于不可变对象。
很多开源框架和组件中都有原型模式的相关实现，并不一定非得从零去实现浅拷贝和深拷贝。下面以Java为例，讲解其中深浅拷贝相关的姿势~
① Java中==与equals的区别：
==：基本数据类型(int,long等) → 比较存储的值是否相等，引用型变量 → 比较所指向对象地址是否相等；
- equals：不能用于比较基本数据类型，没有对equals()方法进行重写，默认比较指向的对象地址，若想比较对象内容，需自行重写此方法，做相应的判断。
② 克隆必须满足的三个条件
- 对任何对象x，都有 x.clone() != x，即不是同一对象；
- 对任何对象x，都有 x.clone().getClass == x.getClass()，即对象类型一致；
- 如果对象obj的equals()方法定义得当的话，obj.clone().equals(obj)应该是成立的(推荐，不强制);
③ Java中浅拷贝的实现方式
想被克隆的类实现 Cloneable 接口，重写 clone() 方法，验证代码示例如下(省略get、set方法)：
// 引用类型 public class Money { private String type; // 币种 public Money(String type) { this.type = type; } @Override public String toString() { return "Money{" + "type='" + type + '\'' + '}'; } } // 原型类，实现Cloneable接口，重写clone方法 public class Assets implements Cloneable{ private int amount; // 数目 private Money money; // 币种 private String kind; // 资金种类 public Assets(int amount, Money money, String kind) { System.out.println("执行了构造方法！"); this.amount = amount; this.money = money; this.kind = kind; } @Override protected Object clone() { Assets assets = null; try { assets = (Assets)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return assets; } @Override public String toString() { return "Assets{" + "amount=" + amount + ", money=" + money + ", kind='" + kind + '\'' + '}'; } } // 测试用例： public class AssetsTest { public static void main(String[] args) { Assets a1 = new Assets(100, new Money("人民币"), "现金"); Assets a2 = (Assets) a1.clone(); System.out.println("a1.equals(a2) → " + a1.equals(a2)); System.out.println("a1 == a2 → " + (a1 == a2)); System.out.println("a1.getClass == a2.getClass → " + (a1.getClass() == a2.getClass())); System.out.println("a1.getMoney() == a2.getMoney() → " + (a1.getMoney() == a2.getMoney())); System.out.println("a1 → " + a1.toString()); System.out.println("a2 → " + a2.toString()); a1.setAmount(200); System.out.println("修改基本类型属性后："); System.out.println("a1 → " + a1.toString()); System.out.println("a2 → " + a2.toString()); a1.getMoney().setType("美金"); System.out.println("修改引用用类型属性后："); System.out.println("a1 → " + a1.toString()); System.out.println("a2 → " + a2.toString()); } }
运行结果如下：
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分析运行结果不难得出Java中浅拷贝具有如下特点：
- 执行clone方法，不会调用构造方法；
- 克隆会生成新的对象变量，但指向同一个内存地址；
- 克隆前后数据类型一致；
- 克隆时，基本数据类型属性会新建，引用类型只会生成一个新的引用变量，依旧指向同一个内存地址；
④ Java中深拷贝的两种实现方式
相比浅拷贝，深拷贝会连引用类型数据也新建，Java中实现深拷贝的两种方式：
- 引用类型也实现Cloneable接口，重写clone()方法，原型类clone()方法调用引用类类型的clone()为money对象赋值：
@Override protected Object clone() { Assets assets = null; try { assets = (Assets)super.clone(); assets.setMoney((Money)this.getMoney().clone()); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return assets; }
注：深拷贝需要整个克隆涉及的对象都正确的实现clone()方法，其只能怪一个没正确实现克隆，都会导致深拷贝失败。
- 序列化，定义一个方法完成对象转二进制流和二进制流转对象，然后返回反序列化后的对象。
public Assets deepClone() { try { // 写入当前对象的二进制流 ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); // 读取二进制流产生新对象 ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return (Assets)ois.readObject(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } return null; }
0x3、加餐：四类创建型设计模式总结
单例模式→ 创建全局唯一的对象；
工厂模式→ 创建不同但类型相关的对象(继承同一父类或接口)，由给点参数决定构建那种类型的对象；
建造者模式→ 创建复杂对象，通过设置不同的可选参数，定制化创建不同对象；
原型模式→ 针对创建成本较大的对象，利用已有对象进行复制的方式创建，以此达到节省创建时间的目的；
