1、概述
用一個已經創建的實例作爲原型，通過複製該原型對象來創建一個和原型對象相同的新對象。
2、結構
原型模式包含如下角色：
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抽象原型類：規定了具體原型對象必須實現的的 clone() 方法。
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具體原型類：實現抽象原型類的 clone() 方法，它是可被複制的對象。
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訪問類：使用具體原型類中的 clone() 方法來複制新的對象。
接口類圖如下：
3、實現
原型模式的克隆分爲淺克隆和深克隆。
淺克隆：創建一個新對象，新對象的屬性和原來對象完全相同，對於非基本類型屬性，仍指向原有屬性所指向的對象的內存地址，其對象地址發生了改變。
深克隆：創建一個新對象，屬性中引用的其他對象也會被克隆，不再指向原有對象地址，其對象地址也發生了改變。
Java中的Object類中提供了 clone() 方法來實現淺克隆。 Cloneable 接口是上面的類圖中的抽象原型類，而實現了Cloneable接口的子實現類就是具體的原型類。代碼如下：
Realizetype（具體的原型類）：
public class Realizetype implements Cloneable {
public Realizetype() {
System.out.println("具體的原型對象創建完成！");
}
@Override
protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
System.out.println("具體原型複製成功！");
return (Realizetype) super.clone();
}
}PrototypeTest（測試訪問類）：
public class PrototypeTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Realizetype r1 = new Realizetype();
Realizetype r2 = r1.clone();
System.out.println("對象r1和r2是同一個對象？" + (r1 == r2));
}
}測試結果
4、案例
用原型模式生成“三好學生”獎狀
同一學校的“三好學生”獎狀除了獲獎人姓名不同，其他都相同，可以使用原型模式複製多個“三好學生”獎狀出來，然後在修改獎狀上的名字即可。
類圖如下：
代碼如下：
//獎狀類
public class Citation implements Cloneable {
private String name;
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return (this.name);
}
public void show() {
System.out.println(name + "同學：在2020學年第一學期中表現優秀，被評爲三好學生。特發此狀！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}
//測試訪問類
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
c1.setName("張三");
//複製獎狀
Citation c2 = c1.clone();
//將獎狀的名字修改李四
c2.setName("李四");
c1.show();
c2.show();
}
}測試結果
5、使用場景
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對象的創建非常複雜，可以使用原型模式快捷的創建對象。
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性能和安全要求比較高。
6、擴展（深克隆）
將上面的“三好學生”獎狀的案例中Citation類的name屬性修改爲Student類型的屬性。代碼如下：
//獎狀類
public class Citation implements Cloneable {
private Student stu;
public Student getStu() {
return stu;
}
public void setStu(Student stu) {
this.stu = stu;
}
void show() {
System.out.println(stu.getName() + "同學：在2020學年第一學期中表現優秀，被評爲三好學生。特發此狀！");
}
@Override
public Citation clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Citation) super.clone();
}
}
//學生類
public class Student {
private String name;
private String address;
public Student(String name, String address) {
this.name = name;
this.address = address;
}
public Student() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
}
//測試類
public class CitationTest {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Citation c1 = new Citation();
Student stu = new Student("張三", "西安");
c1.setStu(stu);
//複製獎狀
Citation c2 = c1.clone();
//獲取c2獎狀所屬學生對象
Student stu1 = c2.getStu();
stu1.setName("李四");
//判斷stu對象和stu1對象是否是同一個對象
System.out.println("stu和stu1是同一個對象？" + (stu == stu1));
c1.show();
c2.show();
}
}運行結果爲：
說明：
stu對象和stu1對象是同一個對象，就會產生將stu1對象中name屬性值改爲“李四”，兩個Citation（獎狀）對象中顯示的都是李四。這就是淺克隆的效果，對具體原型類（Citation）中的引用類型的屬性進行引用的複製。這種情況需要使用深克隆，而進行深克隆需要使用對象流。代碼如下：
public class CitationTest1 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Citation c1 = new Citation();
Student stu = new Student("張三", "西安");
c1.setStu(stu);
//創建對象輸出流對象
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
//將c1對象寫出到文件中
oos.writeObject(c1);
oos.close();
//創建對象出入流對象
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("C:\\Users\\Think\\Desktop\\b.txt"));
//讀取對象
Citation c2 = (Citation) ois.readObject();
//獲取c2獎狀所屬學生對象
Student stu1 = c2.getStu();
stu1.setName("李四");
//判斷stu對象和stu1對象是否是同一個對象
System.out.println("stu和stu1是同一個對象？" + (stu == stu1));
c1.show();
c2.show();
}
}運行結果爲：
注意：Citation類和Student類必須實現Serializable接口，否則會拋NotSerializableException異常。