原型设计模式

定义

用原型模式指定创建对象的种类，并通过复制这些原型创建新的对象。
原型设计模式，是23种设计模式的创建型模式，简单来说，就是对象的克隆。将要被克隆的对象，我们称之为原型。

使用场景

• 类初始化或new一个新对象时，需要消耗非常多的资源，因为通过原型复制的方式不会执行构造方法，避免了初始化占有的时间和空间。
• 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式复制多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。

UML类图

• Client：客户端角色。
• Prototype：抽象类或接口，声明具备clone能力。
• ConcretePrototype：具体的原型类。

代码实现

package com.tcl.tvweishi.middleware;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

/**
 * 原型模式代码实现
 * <p>
 * WordDocument就是ConcretePrototype，Cloneable就是Prototype
 *
 * @author Agg
 * @date 2020/06/29
 */
public class WordDocument implements Cloneable {

    private String mText; // 模拟Word文档中的文字
    private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<>(); // 模拟Word文档中的图片

    public WordDocument() {
        System.out.println("constructed function");
    }

    public String getText() {
        return mText;
    }

    public void setText(String mText) {
        this.mText = mText;
    }

    public ArrayList<String> getImages() {
        return mImages;
    }

    public void setImages(ArrayList<String> mImages) {
        this.mImages = mImages;
    }

    public void showDocument() {
        System.out.println("———————— Start ————————");
        System.out.println("text = " + mText);
        for (String image : mImages) {
            System.out.println("image = " + image);
        }
        System.out.println("———————— End ————————");
    }

    @Override
    protected WordDocument clone() {
        try {
            WordDocument wordDocument = (WordDocument) super.clone();
            wordDocument.mText = this.mText;
//            wordDocument.mImages = this.mImages; // 浅拷贝
            wordDocument.mImages = (ArrayList<String>) this.mImages.clone(); // 深拷贝
            return wordDocument;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public static class Client {
        public static void main(String[] args) {
            // 构造原型
            WordDocument wordDocument = new WordDocument();
            wordDocument.setText("Hello World!");
            wordDocument.setImages(new ArrayList(Arrays.asList("image1","image2","image3")));

            // 原型+打印
            wordDocument.showDocument();

            // 拷贝+打印
            WordDocument copyWordDocument = wordDocument.clone(); // 不会调用构造函数
            copyWordDocument.showDocument();

            // 修改+打印
            copyWordDocument.setText("Hello Gold!");
            copyWordDocument.setImages(new ArrayList(Arrays.asList("image4","image5","image6")));
            copyWordDocument.showDocument();

            // 原型+打印
            wordDocument.showDocument();
        }
    }

}

打印：

constructed function
———————— Start ————————
text = Hello World!
image = image1
image = image2
image = image3
———————— End ————————
———————— Start ————————
text = Hello World!
image = image1
image = image2
image = image3
———————— End ————————
———————— Start ————————
text = Hello Gold!
image = image4
image = image5
image = image6
———————— End ————————
———————— Start ————————
text = Hello World!
image = image1
image = image2
image = image3
———————— End ————————

深浅拷贝问题

注意对于非基本数据类型的引用类型的浅拷贝问题，由于指向的同一堆对象内存地址，修改一处后多处引用会存在联动问题。
一般建议原型模式尽量使用深拷贝，避免对原型对象造成副作用。