詳解Java的設計模式編程中的原型模式_java

定義：用原型執行個體指定建立對象的種類，並通過拷貝這些原型建立新的對象。
類型：建立類模式
類圖：

原型模式主要用於對象的複製，它的核心是就是類圖中的原型類Prototype。Prototype類需要具備以下兩個條件：
實現Cloneable介面。在java語言有一個Cloneable介面，它的作用只有一個，就是在運行時通知虛擬機器可以安全地在實現了此介面的類上使用clone方法。在java虛擬機器中，只有實現了這個介面的類才可以被拷貝，否則在運行時會拋出CloneNotSupportedException異常。
重寫Object類中的clone方法。Java中，所有類的父類都是Object類，Object類中有一個clone方法，作用是返回對象的一個拷貝，但是其範圍protected類型的，一般的類無法調用，因此，Prototype類需要將clone方法的範圍修改為public類型。
        原型模式是一種比較簡單的模式，也非常容易理解，實現一個介面，重寫一個方法即完成了原型模式。在實際應用中，原型模式很少單獨出現。經常與其他模式混用，他的原型類Prototype也常用抽象類別來替代。
實現代碼：

package PrototypePattern; public class PrototypeClass implements Cloneable{   @Override protected PrototypeClass clone(){     PrototypeClass prototypeClass = null;     try {   prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone();  } catch (CloneNotSupportedException e) {   // TODO Auto-generated catch block   e.printStackTrace();  }     return prototypeClass; }}

用戶端：

package PrototypePattern; public class Client { public static void main(String[] args) {  PrototypeClass obj1 = new PrototypeClass();  PrototypeClass obj2 = obj1.clone();     System.out.println(obj1);  System.out.println(obj2); }}

原型模式的優點及適用情境
       使用原型模式建立對象比直接new一個對象在效能上要好的多，因為Object類的clone方法是一個本地方法，它直接操作記憶體中的二進位流，特別是複製大對象時，效能的差別非常明顯。
       使用原型模式的另一個好處是簡化對象的建立，使得建立對象就像我們在編輯文檔時的複製粘貼一樣簡單。
       因為以上優點，所以在需要重複地建立相似對象時可以考慮使用原型模式。比如需要在一個迴圈體內建立對象，假如對象建立過程比較複雜或者迴圈次數很多的話，使用原型模式不但可以簡化建立過程，而且可以使系統的整體效能提高很多。

public class Prototype implements Cloneable {  private ArrayList list = new ArrayList();  public Prototype clone(){   Prototype prototype = null;   try{    prototype = (Prototype)super.clone();    prototype.list = (ArrayList) this.list.clone();   }catch(CloneNotSupportedException e){    e.printStackTrace();   }   return prototype;  } } 

原型模式的注意事項：

1. 建構函式不會被執行
2. 淺拷貝和深拷貝
3. clone和final的衝突

        由於ArrayList不是基本類型，所以成員變數list，不會被拷貝，需要我們自己實現深拷貝，幸運的是java提供的大部分的容器類都實現了Cloneable介面。所以實現深拷貝並不是特別困難。
PS：深拷貝與淺拷貝問題中，會發生深拷貝的有java中的8中基本類型以及他們的封裝類型，另外還有String類型。其餘的都是淺拷貝。