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前言

通過前面兩章，我們已經知道單例模式，工廠模式，本文就來看一看原型模式。

概念

用原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這些原型創建新的對象。原型模式屬於一種創建型的設計模式

可以理解爲克隆技術，克隆羊
copy技術，直接原封不動的copy一個內容
修真小說，到了元嬰期，就是肉體被毀滅，只要元嬰沒有被滅，還可以復活。
王者榮耀裏面最新出來的一個英雄，鏡，可以製造一個分身。分身也擁有攻擊力

實戰

場景

隔壁老王: “社長，你們公司需要填寫週報嗎？”
社長: “需要填寫的，而且每週，都會有一次周例會”
隔壁老王: “填寫週報好浪費時間，還得排版，再填寫內容”
社長: “你是怎麼實現的”
隔壁老王: “我每次重新生成一個excel，再排版的”
社長: “老鐵，你這太實誠咯”

傳統方式

package com.cxyxs.designmode.prototype;

import lombok.Data;

import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:42
 * Modified By:
 */
@Data
public class Weekly {
    private String name;
    /** 本週計劃 */
    private String weekPlan;
    /** 下週計劃 */
    private String nextWeekPlan;
    /**  填寫時間 */
    private Date createTime;

    public Weekly(String name, String weekPlan, String nextWeekPlan, Date createTime) {
        this.name = name;
        this.weekPlan = weekPlan;
        this.nextWeekPlan = nextWeekPlan;
        this.createTime = createTime;
    }
}

使用@Data註解，實際上就是簡化代碼，無需寫set get方法，使用了lombok插件

package com.cxyxs.designmode.prototype;

import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:45
 * Modified By:
 */
public class WeeklyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Weekly weekly = new Weekly("隔壁小王","用戶模塊開發","訂單模塊開發",new Date());
        System.out.println("--------本週週報--------");
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println("--------下週週報--------");
        Weekly weekly1 = new Weekly("隔壁小王","訂單模塊開發","訂單模塊開發相關單元測試",new Date());
        System.out.println(weekly1.toString());
    }
}

隔壁老王: “社長,有沒有什麼方法，可以簡化週報這塊，提高我編寫週報的效率”
社長: “直接copy一份，上一次編寫的週報(原型模式)，在此之上，再做修改”

原型模式

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow;

import lombok.Data;

import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:42
 * Modified By:
 */
@Data
public class Weekly implements  Cloneable{
    private String name;
    /** 本週計劃 */
    private String weekPlan;
    /** 下週計劃 */
    private String nextWeekPlan;
    /**  填寫時間 */
    private Date createTime;

    public Weekly(String name, String weekPlan, String nextWeekPlan, Date createTime) {
        this.name = name;
        this.weekPlan = weekPlan;
        this.nextWeekPlan = nextWeekPlan;
        this.createTime = createTime;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

通過上面的代碼，我們小小的梳理一下，實現的過程
實現原型模式就兩步：

實現Cloneable接口
重寫clone方法
學過java的社友，都知道，Object是一切類的老祖宗,代碼裏面的super.clone()，實際上，就是調用Object的clone方法，通過查看他的源碼，發現，又遇到native方法，說明實現克隆不是通過java實現的(c或者c++)

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow;


import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:45
 * Modified By:
 */
public class WeeklyTest {
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        Date date = new Date();
        Weekly weekly = new Weekly("隔壁小王","用戶模塊開發","訂單模塊開發",date);
        System.out.println("--------本週週報--------");
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println("--------下週週報--------");
        Weekly weekly1 = (Weekly) weekly.clone();    //使用克隆(copy方式)
        //Weekly weekly1 = new Weekly("隔壁小王","訂單模塊開發","訂單模塊開發相關單元測試",new Date());
        System.out.println(weekly1.toString());
        System.out.println(weekly == weekly1);
    }
}

可以發現結果爲false，說明重新生成了一個對象，而且克隆的對象和原來的一模一樣，回顧一下，我們第一章學習過的單例模式，又增加了一種，可以破解單例的方法。
單例模式，誰說程序猿沒有女(男)朋友?

社長: “實際上，上面這種寫法還存在一點的問題”
隔壁老王: “社長，存在什麼問題”
社長: “上面這種寫法，只能實現淺克隆，沒有實現完全的克隆，我們先通過一個例子來看一看把”

淺克隆

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow;


import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:45
 * Modified By:
 */
public class WeeklyTest1 {
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        Date date = new Date();

        Weekly weekly = new Weekly("隔壁小王","用戶模塊開發","訂單模塊開發",date);
        Weekly weekly1 = (Weekly) weekly.clone();    //使用克隆(copy方式)
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println(weekly1.toString());
        //修改克隆後對象的值
        date.setTime(1546315871);
        System.out.println("--------------");
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println(weekly1.toString());
    }
}

先實現克隆後，我們再修改createTime的值，可以發現，修改後，克隆前和克隆後的值都一樣,說明這兩個對象的指向的都是同一個地方。

淺克隆

淺克隆會進行值傳遞(只是針對基本數據類型)
如果是引用數據類型，淺克隆會進行引用傳遞，實際上，就是把引用地址copy一份給新的對象，實際上，都是指向同一個地址。

深克隆

重寫clone方法實現深克隆

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow;

import lombok.Data;

import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:42
 * Modified By:
 */
@Data
public class Weekly implements  Cloneable{
    private String name;
    /** 本週計劃 */
    private String weekPlan;
    /** 下週計劃 */
    private String nextWeekPlan;
    /**  填寫時間 */
    private Date createTime;

    public Weekly(String name, String weekPlan, String nextWeekPlan, Date createTime) {
        this.name = name;
        this.weekPlan = weekPlan;
        this.nextWeekPlan = nextWeekPlan;
        this.createTime = createTime;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        try {
            Weekly weekly = (Weekly) super.clone();
            //把數據克隆
            Date clone = (Date) createTime.clone();
            weekly.setCreateTime(clone);
            return weekly;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

因爲考慮到createTime,指向的是同一個引用，所以，我們每次克隆的時候，都把這個字段重新克隆一次。
通過上圖，可以看出，修改時間，只是克隆前的值發生了改變。可以這樣理解，在修真小說內，到了分神期，可以修煉第二分身，實際上，你攻擊本體時，只是本體受到傷害，就算本體死亡，第二分身還可以繼續存活。

隔壁老王： “社長，看了一下，你寫的代碼，這還是屬性的，如果有上百個屬性，我這一個個改，也忒麻煩咯。有沒有不用這樣一個個設置的方法”
社長: “這種方法的copy，實際上是內存的copy，直接操作內存的，也是性能最好的，如果你覺得這種方式太麻煩了，我們可以通過序列化和反序列的方式來實現”

通過序列化實現深克隆

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow.seri;

import lombok.Data;

import java.io.*;
import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:42
 * Modified By:
 */
@Data
public class Weekly implements Serializable {
    private String name;
    /** 本週計劃 */
    private String weekPlan;
    /** 下週計劃 */
    private String nextWeekPlan;
    /**  填寫時間 */
    private Date createTime;

    public Weekly(String name, String weekPlan, String nextWeekPlan, Date createTime) {
        this.name = name;
        this.weekPlan = weekPlan;
        this.nextWeekPlan = nextWeekPlan;
        this.createTime = createTime;
    }

    public Object copy() throws  Exception{
        //序列化
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);

        //反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        Weekly weekly = (Weekly) ois.readObject();
        return weekly;
    }
}

實現序列化兩部曲:

實現Serializable接口
實現序列化和反序列化對應的代碼

package com.cxyxs.designmode.prototype.shallow.seri;



import java.util.Date;

/**
 * Description：
 * Author: 程序猿學社
 * Date:  2020/4/12 18:45
 * Modified By:
 */
public class WeeklyTest2 {
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        Date date = new Date();

        Weekly weekly = new Weekly("隔壁老王","用戶模塊開發","訂單模塊開發",date);
        Weekly weekly1 = (Weekly) weekly.copy();    //使用克隆(copy方式)
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println(weekly1.toString());
        //修改克隆後對象的值
        date.setTime(11);
        System.out.println("--------------");
        System.out.println(weekly.toString());
        System.out.println(weekly1.toString());
    }
}

通過這種方式實現對象的深度克隆，無需一個個設置引用類型屬性的clone方法。

總結： 如果，需要創建大量的對象，建議使用原型模式。實際上他是不符合ocp原則的。應該實現對擴展開放，對修改關閉。不會調用類的重構方法，可以破解單例模式。

原創不易，不要白嫖，覺得有用的社友，給我點贊，讓更多的老鐵看到這篇文章。
因技術能力有限，如文中有不合理的地方，希望各位大佬指出，在下方評論留言，謝謝，希望大家一起進步，一起成長。

作者：程序猿學社
原創公衆號：『程序猿學社』，專注於java技術棧，分享java各個技術系列專題，以及各個技術點的面試題。
原創不易，轉載請註明來源(註明：來源於公衆號：程序猿學社，作者：程序猿學社)。

【23種設計模式專題】三原型模式

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淺克隆

深克隆

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