什么是原始模型模式
通过给出一个原型对象指明所要创建的对象的类型，然后通过复制这个原型对象来获取的更多的同类型的对象。
这让我不由自主的想起克隆技术，还记得克隆羊吗？我们接下来讲的内容和克隆羊不能说关系密切，只能说毫无关系。
设计模式和编程语言无关，但是二当家的依然用Java语言去实战举例。而且Java有标准的实现原始模型模式的方法。
原始模型模式中的角色
Prototype：抽象类或者一个接口，给出具体模型需要的接口。ConcretePrototype：继承抽象原型模型角色，被复制的对象。Client：提出复制请求。
抽象原型角色（Prototype）
我们用家庭作业为抽象原型角色（Prototype）。我们这里的作业是可以抄的。大家不要学哈。
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package com.secondgod.prototype; /** * 作业 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public interface IHomework { /** * 抄一份 * @return */ IHomework copy(); /** * 修改所有者 * @param owner */ void setOwner(String owner); } |
具体原型角色（ConcretePrototype）
我们用语文作业作为具体原型角色（ConcretePrototype）。
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package com.secondgod.prototype; import java.text.MessageFormat; /** * 语文作业 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class ChineseHomework implements IHomework { /** * 作业的所有者 */ private String owner; /** * 作业标题/作业要求 */ private String title; /** * 作业内容 */ private String content; public ChineseHomework(String owner, String title, String content) { this .owner = owner; this .title = title; this .content = content; } public String getOwner() { return owner; } public void setOwner(String owner) { this .owner = owner; } public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this .title = title; } public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this .content = content; } public String toString() { return MessageFormat.format( "owner：{0}，title：{1}，content：{2}" , owner, title, content); } @Override public IHomework copy() { ChineseHomework homework = new ChineseHomework( this .getOwner(), this .getTitle(), this .getContent()); return homework; } } |
客户端角色（Client）
我们测试一下。
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package com.secondgod.prototype; /** * 测试原始模型 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class Test { public static void main(String[] args) { // 老师让写作业，大当家按时完成 IHomework homework = new ChineseHomework( "大当家的" , "作文-最崇拜的人" , "不瞒你们说，我最崇拜的是二当家的" ); // 二当家的没按时完成，决定去抄大当家的作业～ IHomework newHomework = homework.copy(); newHomework.setOwner( "二当家的" ); System.out.println(homework); System.out.println(newHomework); } } |
和我们的预期一致
使用Java内置机制实现原始模型模式
在Object类中有这样一个方法，Java中所有的类都继承自Object类，也就是说所有的类内部都可以复制自己。但是却不能直接调用别的类的克隆方法。也就是说有统一的方式，但是默认不可用。
我们改一下语文作业类，使用clone方法去尝试，克隆自己。
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package com.secondgod.prototype; import java.text.MessageFormat; /** * 语文作业 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class ChineseHomework implements IHomework { /** * 作业的所有者 */ private String owner; /** * 作业标题/作业要求 */ private String title; /** * 作业内容 */ private String content; public ChineseHomework(String owner, String title, String content) { this .owner = owner; this .title = title; this .content = content; } public String getOwner() { return owner; } public void setOwner(String owner) { this .owner = owner; } public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this .title = title; } public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this .content = content; } public String toString() { return MessageFormat.format( "owner：{0}，title：{1}，content：{2}" , owner, title, content); } @Override public IHomework copy() { try { return (ChineseHomework) super .clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } |
这时候会报错，因为我们还少做一件事。我们需要把语文作业类实现Cloneable接口，然而这个接口里没有任何抽象方法，仅仅是一个标记接口。这就像注解一样，就是为了明确声明可以克隆。
实现接口后，则可以正确运行。
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package com.secondgod.prototype; import java.text.MessageFormat; /** * 语文作业 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class ChineseHomework implements IHomework, Cloneable { /** * 作业的所有者 */ private String owner; /** * 作业标题/作业要求 */ private String title; /** * 作业内容 */ private String content; public ChineseHomework(String owner, String title, String content) { this .owner = owner; this .title = title; this .content = content; } public String getOwner() { return owner; } public void setOwner(String owner) { this .owner = owner; } public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this .title = title; } public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this .content = content; } public String toString() { return MessageFormat.format( "owner：{0}，title：{1}，content：{2}" , owner, title, content); } @Override public IHomework copy() { try { return (ChineseHomework) super .clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } |
和我们自己实现copy效果一样。clone是一个native方法，是交给本地实现的，通常是直接内存拷贝。
浅拷贝和深拷贝
浅拷贝：创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象，如果字段是值类型的，那么对该字段执行复制；如果该字段是引用类型的话，则复制引用但不复制引用的对象。因此，原始对象及其副本引用同一个对象。
深拷贝：创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象，无论该字段是值类型的还是引用类型，都复制独立的一份。当你修改其中一个对象的任何内容时，都不会影响另一个对象的内容。
二当家的理解方式是，浅拷贝就是仅拷贝当前对象的内容，深拷贝就是递归拷贝当前对象和当前对象的引用类型属性的内容，直到全部都是基本数据类型的属性为止。另外，仅仅使用clone方法是浅拷贝。
package com.secondgod.prototype;/** * 测试原始模型 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */public class Test implements Cloneable { private Field field; public Field getField() { return field; } public void setField(Field field) { this.field = field; } public Test clone() throws CloneNotSupportedException { return (Test) super.clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Test t = new Test(); t.setField(new Field()); Test cloneT = t.clone(); System.out.println(t == cloneT); System.out.println(t.getField() == cloneT.getField()); }}class Field {}
源对象和克隆出的新对象field属性值是同一个对象。所以是浅拷贝。
怎么实现深拷贝
让每个引用类型属性内部都重写clone() 方法，然后需要对所有引用类型属性都调用clone方法。
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package com.secondgod.prototype; /** * 测试原始模型 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class Test implements Cloneable { private Field field; public Field getField() { return field; } public void setField(Field field) { this .field = field; } public Test clone() throws CloneNotSupportedException { return (Test) super .clone(); } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Test t = new Test(); t.setField( new Field()); Test cloneT = t.clone(); System.out.println(t == cloneT); System.out.println(t.getField() == cloneT.getField()); } } class Field { } |
这种方式需要递归每个引用类型的属性，要把他们的类都实现深拷贝，只到仅有基本数据类型为止。
利用序列化，这是个偷懒的办法。但是二当家的觉得更安全，如果你确定是要深拷贝，使用该方式可以防止某处漏实现clone方法，而变成不完全的深拷贝。
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package com.secondgod.prototype; /** * 测试原始模型 * * @author 二当家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/ */ public class Test implements Cloneable { private Field field; public Field getField() { return field; } public void setField(Field field) { this .field = field; } public Test clone() throws CloneNotSupportedException { return (Test) super .clone(); } public Test deepClone() throws CloneNotSupportedException { Test t = new Test(); t.setField( this .getField().deepClone()); return t; } public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Test t = new Test(); t.setField( new Field()); Test cloneT = t.clone(); System.out.println(t == cloneT); System.out.println(t.getField() == cloneT.getField()); Test deepCloneT = t.deepClone(); System.out.println(t == deepCloneT); System.out.println(t.getField() == deepCloneT.getField()); } } class Field implements Cloneable { public Field clone() throws CloneNotSupportedException { return (Field) super .clone(); } public Field deepClone() throws CloneNotSupportedException { // 没有引用类型属性 return this .clone(); } } |
到底使用浅拷贝还是深拷贝，要根据实际情况。但是有一点是确定的，深拷贝需要创建更多对象，占用更多内存。
总结
本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注的更多内容！
原文链接：https://blog.csdn.net/leyi520/article/details/119536473