原型模式

原型模式的应用场景

你一定遇到过大篇幅 getter、setter 赋值的场景。例如这样的代码：

public void setParam(ExamPaperVo vo){
        ExamPaper examPaper = new ExamPaper();
        //试卷主键
        examPaper.setExaminationPaperId(vo.getExaminationPaperId());
        //剩余时间
        curForm.setLeavTime(examPaper.getLeavTime());
        //单位主键 
        curForm.setOrganizationId(examPaper.getOrganizationId());
        //考试主键 
        curForm.setId(examPaper.getId());
        //考场主键 
        curForm.setExamroomId(examPaper.getExamroomId());
        //用户主键 
        curForm.setUserId(examPaper.getUserId());
        //专业 
        curForm.setSpecialtyCode(examPaper.getSpecialtyCode());
        //岗位 
        curForm.setPostionCode(examPaper.getPostionCode());
        //等级 
        curForm.setGradeCode(examPaper.getGradeCode());
    }

代码非常工整，命名非常规范，注释也写的很全面，大家觉得这样的代码优雅吗？我认为，这样的代码属于纯体力劳动。那么原型模式，能帮助我们解决这样的问题。原型模式（Prototype Pattern）是指原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。
原型模式主要适用于以下场景：
1、类初始化消耗资源较多。
2、new 产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据准备、访问权限等）
3、构造函数比较复杂。
4、循环体中生产大量对象时。在 Spring 中，原型模式应用得非常广泛。例如 scope=“prototype”，在我们经常用的 JSON.parseObject()也是一种原型模式。
下面，我们来看看原型模式类结构图：

简单克隆

一个标准的原型模式代码，应该是这样设计的。先创建原型 Prototype 接口：

public interface Prototype{ Prototype clone(); }

创建具体需要克隆的对象 ConcretePrototype

public class ConcretePrototypeA implements Prototype {

    private int age;
    private String name;
    private List hobbies;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public List getHobbies() {
        return hobbies;
    }

    public void setHobbies(List hobbies) {
        this.hobbies = hobbies;
    }

    @Override
    public ConcretePrototypeA clone() {
        ConcretePrototypeA concretePrototype = new ConcretePrototypeA();
        concretePrototype.setAge(this.age);
        concretePrototype.setName(this.name);
        concretePrototype.setHobbies(this.hobbies);
        return concretePrototype;
    }
}

创建 Client 对象

public class Client {

    private Prototype prototype;

    public Client(Prototype prototype){
        this.prototype = prototype;
    }
    public Prototype startClone(Prototype concretePrototype){
        return (Prototype)concretePrototype.clone();
    }

}

测试代码：

public class PrototypeTest {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建一个具体的需要克隆的对象
        ConcretePrototypeA concretePrototype = new ConcretePrototypeA();
        // 填充属性，方便测试
        concretePrototype.setAge(18);
        concretePrototype.setName("prototype");
        List hobbies = new ArrayList<String>();
        concretePrototype.setHobbies(hobbies);
        System.out.println(concretePrototype);

        // 创建Client对象，准备开始克隆
        Client client = new Client(concretePrototype);
        ConcretePrototypeA concretePrototypeClone = (ConcretePrototypeA) client.startClone(concretePrototype);
        System.out.println(concretePrototypeClone);

        System.out.println("克隆对象中的引用类型地址值：" + concretePrototypeClone.getHobbies());
        System.out.println("原对象中的引用类型地址值：" + concretePrototype.getHobbies());
        System.out.println("对象地址比较："+(concretePrototypeClone.getHobbies() == concretePrototype.getHobbies()));
    }
}

运行结果：

从测试结果看出hobbies的引用地址是相同的，意味着复制的不是值，而是引用的地址。这样的话，如果我们修改任意一个对象中的属性值，concretePrototype和concretePrototypeCone的hobbies值都会改变。这就是我们常说的浅克隆。只是完整复制了值类型数据，没有赋值引用对象。换言之，所有的引用对象仍然指向原来的对象，显然不是我们想要的结果。下面我们来看深度克隆继续改造。

深度克隆

我们换一个场景，大家都知道齐天大圣。首先它是一只猴子，有七十二般变化，把一根毫毛就可以吹出千万个泼猴，手里还拿着金箍棒，金箍棒可以变大变小。这就是我们耳熟能详的原型模式的经典体现。创建原型猴子 Monkey 类：

public class Monkey {
    public int height;
    public int weight;
    public Date birthday;

}

创建引用对象金箍棒 Jingubang 类：

public class JinGuBang implements Serializable {
    public float h = 100;
    public float d = 10;

    public void big(){
        this.d *= 2;
        this.h *= 2;
    }

    public void small(){
        this.d /= 2;
        this.h /= 2;
    }
}

创建具体的对象齐天大圣 QiTianDaSheng 类：

public class QiTianDaSheng extends Monkey implements Cloneable,Serializable {

    public JinGuBang jinGuBang;

    public  QiTianDaSheng(){
        //只是初始化
        this.birthday = new Date();
        this.jinGuBang = new JinGuBang();
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return this.deepClone();
    }


    public Object deepClone(){
        try{

            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);

            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);

            QiTianDaSheng copy = (QiTianDaSheng)ois.readObject();
            copy.birthday = new Date();
            return copy;

        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }


    public QiTianDaSheng shallowClone(QiTianDaSheng target){

        QiTianDaSheng qiTianDaSheng = new QiTianDaSheng();
        qiTianDaSheng.height = target.height;
        qiTianDaSheng.weight = target.height;

        qiTianDaSheng.jinGuBang = target.jinGuBang;
        qiTianDaSheng.birthday = new Date();
        return  qiTianDaSheng;
    }
}