在《生化危機》系列電影中，克隆人是個頻頻出現的話題。保護傘公司為了需求復制出另一個戰(zhàn)力相當的戰(zhàn)士Alice，不惜克隆成百上千個Alice，然而直到最后，非但沒有真正克隆出另一個完美的Alice，就連Alice自己也被證實是保護傘董事的一個克隆人。

克隆人一直是飽含倫理爭議的話題，但是在軟件設計領域，克隆思想卻很受歡迎。軟件旨在用程序替代人工去做重復性的工作。歸根結底，“懶”是推動軟件發(fā)展的重要助力，原型模式就是克隆思想的重要應用之一。

一言

原型實例指定創(chuàng)建對象的種類，通過拷貝這些原型創(chuàng)建新的對象。

概述

原型模式是一種創(chuàng)建型設計模式，它允許一個對象再創(chuàng)建一個可定制的對象而無需知道如何創(chuàng)建的細節(jié)。就像愛麗絲直到最后才指導自己也是克隆人一樣，實例本身是不關注
創(chuàng)建實例的細節(jié)的。

原理

通過將一個原型對象傳給要發(fā)動創(chuàng)建的對象，要發(fā)動創(chuàng)建的對象通過請求原型對象拷貝它們自己來實施創(chuàng)建，即bean.clone()。

歡迎來到保護傘公司

職員7568你好，歡迎你加入保護傘公司，徐江博士交給你的第一個任務是，編寫代碼，復制十個愛麗絲，加油！

循規(guī)蹈矩的豪賭

小職員7568稍加思索便寫出了如下代碼:

反例代碼

Alice原型

public class Alice{
    private String name;
    private int age;
    private String skill;

    public Sheep(String name, int age, String skill) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.skill= skill;
    }
    
	//setter & getter
	
    @Override
    public String toString() {
        return "Alice{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", skill='" + skill+ '\'' +
                '}';
    }

驅動機

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Alice alice= new Alice ("alice", 18, "極強的戰(zhàn)斗天賦");
        Alice alice1= new Alice ("alice", 18, "極強的戰(zhàn)斗天賦");
        Alice alice2= new Alice ("alice", 18, "極強的戰(zhàn)斗天賦");
        Alice alice3= new Alice ("alice", 18, "極強的戰(zhàn)斗天賦");
        Alice alice4= new Alice ("alice", 18, "極強的戰(zhàn)斗天賦");

        System.out.println(alice);
        System.out.println(alice1);
        System.out.println(alice2);
        System.out.println(alice3);
        System.out.println(alice4);
    }
}

不一會，職員7568就高呼自己完成了任務。
徐江博士看了看代碼，吩咐手下，“拖出去喂喪尸，什么檔次跟我在一個公司工作？”

所以，保護傘公司職員-1。

問題分析

那么究竟是什么問題導致博士那么生氣呢？
首先，要肯定上述代碼的優(yōu)勢，簡單易操作。但是，在創(chuàng)建新對象的時候總是需要重新獲取原始對象的屬性，如果創(chuàng)建的對象比較復雜時，效率會及低。而且每一次都需要重新初始化對象，靈活性太低。

淺拷貝

“老，老板，我有一個不太成熟的思路，不知道當講不當講”，職員7569瑟瑟發(fā)抖。
“ 講！”
“Java中Object類是所有類的根類，Object類提供了一個clone()方法，該方法可以將一個Java對象復制一份，但是需要實現clone的Java類必須要實現一個接口cloneable該接口表示該類能夠復制且具有復制的能力。通過這種方式，或許…”
徐博士聽著這段構想，嘴角露出了不易察覺的微笑:
“很好，但是我有一個要求，我要讓這些愛麗絲們做朋友”

代碼實現

public class Alice implements Cloneable{
    private String name;
    private int age;
    private String skill;
    public Alice friend;

    public Alice (String name, int age, String skill) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.skill= skill;
    }
    
    @Override
    protected Object clone(){
        Alice alice = null;
        try {
            alice = (Alice ) super.clone();
        }catch (Exception e){
            System.err.println(e.getMessage());
        }
        return alice ;
    }
                               
    @Override
    public String toString() {
        return "Alice{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", skill='" + skill+ '\'' +
                '}';
    }
}

徐博士的檢查

徐博士看了看代碼，繼續(xù)吩咐手下，“拖出去，喂喪尸，什么檔次跟我待一個公司?！?br> 職員7569高呼：“我不服，我的代碼有什么問題？”
徐博士看了看他漲紅的面龐，緩緩的將Alice實例的friend屬性的哈希值打印了出來，小職員呆住了，再沒有了一絲力氣。

保護傘公司職員-1

在實體屬性發(fā)生變更時，原型模式可以以很小的改動代價實現對象的拷貝。但是，上述實現的克隆并不會將本體的對象屬性做到真正意義的克隆，只是將對象的引用復制了多份，所以我們稱之為淺克隆。

深拷貝

職員7570汗流浹背了，因為下一個就輪到他來解決這個問題，他拼命的思考，終于，他起身了。
“博士，我想到了。我們復制對象的所有基本數據類型的成員變量值，為所有引用數據類型的成員變量申請存儲空間，并復制每個引用數據類型成員變量所引用的對象，直到該對象可達的所有對象。也就是說，對象進行深拷貝要對整個對象進行拷貝?！?br> 徐博士抬頭看了看這個少年：“繼續(xù)”
小職員咽了咽口水：“對于深拷貝的實現方式，我想可以通過重寫clone方法…或者 ，或者通過對象實例化實現深拷貝?！?br> 徐博士又深深的看了一言面前這個侃侃而談的少年：“看來你不是個草包，寫寫看看吧。”

代碼實現

public class DeepCloneAbleTarget implements Serializable,Cloneable{
    private static final long serivalVersionID = 1L;
    private String cloneName;
    private String cloneClass;
    public DeepCloneAbleTarget(String cloneName, String cloneClass) {
        this.cloneName = cloneName;
        this.cloneClass = cloneClass;
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public class DeepProtoType implements Serializable,Cloneable {
    public String name;
    public DeepCloneAbleTarget deepCloneAbleTarget;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Object deep = null;
        deep =super.clone();
        DeepProtoType deepProtoType  =(DeepProtoType) deep;
        deepProtoType.deepCloneAbleTarget = (DeepCloneAbleTarget) deepCloneAbleTarget.clone();
        return deepProtoType;
    }
    public Object deepClone(){
        ByteArrayOutputStream bos = null;
        ObjectOutputStream oos = null;
        ByteArrayInputStream bis = null;
        ObjectInputStream ois = null;

        try {
            bos = new ByteArrayOutputStream();
            oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);
            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ois = new ObjectInputStream(bis);
            DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType) ois.readObject();
            return copyObj;
        }catch (Exception e){
            System.err.println(e.getMessage());
            return null;
        }finally {
            try {
                bos.close();
                oos.close();
                bis.close();
                ois.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

結

創(chuàng)建新的對象比較復雜時，可以利用原型模式簡化對象的創(chuàng)建過程，同時也能夠提高效率。不用重新初始化對象，而是動態(tài)地獲得對象運行時的狀態(tài)。如果原始對象發(fā)生變化(增加或者減少屬性)，其它克隆對象的也會發(fā)生相應的變化無需修改代碼。

但是在實現深克隆的時候可能需要比較復雜的代碼。同時，需要為每一個類配備一個克隆方法，這對全新的類來說不是很難，但對已有的類進行改造時，需要修改其源代碼，違背了ocp原則。

好啦，今天在保護傘公司的打工之旅就到此為止，祝各位好運。

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