目录
一、基础概念
二、UML类图
三、角色设计
四、案例分析
4.1、通用实现（浅克隆）
4.2、深克隆
五、总结
一、基础概念
原型模式通过复制已有对象作为原型，通过复制该原型来返回一个新对象，而不是新建对象，说白了就是不断复制相同的对象罢了。
二、UML类图
三、角色设计
| 角色 | 描述 |
|---|---|
| 抽象原型类 | 规定了具体的原型对象必须实现的clone()方法 |
| 具体原型类 | 实现抽象原型类的clone()方法，它是可以为复制的对象 |
| 客户端 | 通过请求从原型对象再创建对象来创建新对象 |
四、案例分析
4.1、通用实现（浅克隆）
定义一个学生类，实现Cloneable接口并重写clone方法。
super.clone()是基于对象在内存中的二进制位面值进行复制的一种浅拷贝实现。它的优点是效率高,不需要进行逐字段复制，因此不会调用对象的构造函数，也就是不需要经历初始化的过程。
@Override
protected Student clone(){
Student student = null;
try {
student = (Student) super.clone();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return student;
}其内部属性有name和Teacher类，实现有参构造，get和set方法，重写toString()方法。
public class Student implements Cloneable{
private String name;
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", teacher=" + teacher +
'}';
}
private Teacher teacher;
public Student(String name, Teacher teacher) {
this.name = name;
this.teacher = teacher;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
public void setTeacher(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
@Override
protected Student clone(){
Student student = null;
try {
student = (Student) super.clone();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return student;
}
}
客户端：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Teacher teacher = new Teacher("赵老师");
Student student = new Student("李四",teacher);
Student clone = student.clone();
clone.getTeacher().setName("老王老师");
System.out.println(student);
System.out.println(clone);
}
}
运行结果如下：
运行完毕以后会发现一个问题，就是我克隆出来的学生换了新的老王老师以后，怎么原来学生对象的老师也变成了老王老师，这明显不对呀！
从运行的结果上分析，应该是teacher共用同一个内存地址，意味着复制的不是值，而是引用的地址，这正是浅拷贝的特征：
1、对基本数据类型进行值复制
2、对引用类型仅复制引用，没有复制引用的对象
解决办法是在clone时，需要深拷贝teacher对象，断开student和clone的teacher对象引用关系，使两者独立。
4.2、深克隆
Student类需要实现Serializable接口，并自定义了deepClone方法实现深克隆，每一行代码解释如下：
1、创建字节数组输出流，用于存放序列化后的二进制数据。
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();2、 基于字节数组输出流创建对象输出流，用于序列化对象。
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);3、 将当前对象写入对象输出流进行序列化，序列化后的二进制数据存入字节数组输出流。
oos.writeObject(this);4、获取字节数组输出流中的数据（序列化后的二进制数据），封装为字节数组输入流。
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());5、基于字节数组输入流创建对象输入流，用于反序列化对象。
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);6、从对象输入流中读取流数据并反序列化生成对象，返回反序列化得到的学生对象副本。
return (Student) ois.readObject();完整的关键代码如下：
public class Student implements Cloneable, Serializable {
//构造、get和set方法、toString()方法省略
public Student deepClone(){
try{
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Student) ois.readObject();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}总结起来，这段代码使用了序列化和反序列化来实现对象的深克隆，核心思路是将对象写入流，然后从流里再读出来克隆对象。
同时Teacher类也需要实现Serializable序列化接口，关键代码如下：
public class Teacher implements Serializable {}但不需要实现深克隆，原因如下：
在通过序列化实现Student深克隆时，会自动将Student对象所引用的Teacher对象全部序列化，并在反序列化时重新创建出一个新的Teacher对象。
Teacher对象已经在这个序列化/反序列化的过程中被自动深克隆了，不需要再单独实现深克隆方法。
客户端：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Teacher teacher = new Teacher("赵老师");
Student student = new Student("李四",teacher);
Student clone = student.deepClone();
clone.getTeacher().setName("老王老师");
System.out.println(student);
System.out.println(clone);
}
}
运行结果如下：
五、总结
优点：
1、避免重复创建成本高的对象。
2、客户端可以直接获得对象副本，不需要知道如何创建。
3、可以动态添加或者修改复制逻辑。
缺点：
1、需要为每一个类配置一个克隆方法。
2、复制对象的成本也存在，特别是深拷贝。
3、需要注意隔离对象状态，避免相互影响。
应用场景：
1、对象的创建成本比较大，可以通过复制原型对象避免重复创建。
2、需要重复创建相似对象时可以考虑原型模式。
3、需要避免使用子类式继承改变对象结构时。
符合的设计原则：
1、开闭原则（Open Closed Principle）
原型模式通过克隆生成新对象，而不需要修改源对象的类，对扩展开放，对修改关闭。
2、组合复用原则（Composite Reuse Principle）
原型模式复用的是对象，不需要通过继承创建子类，可以更灵活地复用对象。
3、单一职责原则（Single Responsibility Principle）
原型类只需要实现Cloneable接口，不需要其他责任，专注于复制自己。
4、里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）
原型模式生成的对象和原对象是一致的，扩展也不会破坏原有系统。
5、依赖倒转原则（Dependency Inversion Principle）
客户端只依赖于原型类的接口，不依赖具体实现，降低了依赖。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-551839.html
原型模式通过对象复制获取实例，避免重复创建开销大的对象，是一种快速获取对象副本的模式，但需要注意副本状态的一致性管理。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-551839.html
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