原型模式是一种创建型设计模式，它允许一个对象再创建另一个可定制的对象，根本无需知道任何创建的细节。

　　定义：用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。

　　问题描述：创建一个重复的结构复杂的对象时的成本比较大，比如细胞分裂、新建一个模板等。

　　解决方案：将这个结构复杂的对象作为一个原型，然后通过复制这个原型对象来创建更多同类型的对象。

　　结构图：

　　说明：

　　（1）抽象原型类（Prototype）：这是一个抽象角色，可用接口或抽象类来实现，这里声明了一个克隆的方法，是所有具体原型类共同拥有的父类或接口；

　　（2）具体原型类：继承或实现抽象原型类的克隆方法，返回自己的一个克隆对象；

　　（3）使用者（User）：让一个已有的原型对象通过调用其克隆方法，获得该对象的克隆对象。

　　举个栗子：讲一个孙悟空拔毛变小猴儿的故事，将孙悟空作为一个原型对象，克隆出不同的小猴儿，使用原型模式来实现。

　　1. 新建一个原型类MonkeyPrototype，实现Cloneable接口中的clone()方法，返回自己的一个克隆对象，其中引用了Address对象。代码如下：

　　2. 在类PrototypeFragment中使用一个已有的原型对象，通过调用其克隆方法获得该对象的克隆对象，并对克隆对象的名字name和地址address进行更改。代码如下：

　　4. 运行后的效果，如图所示：

　　上面的实现方式叫作浅克隆，它只能克隆对象本身，对于依附于对象的对象则不予克隆，只对其地址克隆。栗子中，Address就是依附于原型类MonkeyPrototype的对象的对象，只克隆了它的引用地址，当克隆对象monkey_A对地址做出改动时，比如将“花果山”改为“峨眉山”，原型对象和克隆对象的地址都发生了改变。也就是说，如果原型对象的成员变量是值类型，则进行复制，不会互相影响；如果是引用类型，比如Address，则将其地址复制，实质上指向的是同一个对象。

　　浅克隆需要注意的地方：

　　（1）被克隆的对象需要实现需要实现Cloneable；

　　（2）要重写clone() 方法；

　　（3）对于依附于被克隆对象的对象，只克隆其地址。一旦更改都会改变。

　　下面用深克隆来实现原型模式。具体实现方式如下：

　　1. 让原型类MonkeyPrototype实现可序列化接口Serializable，增加一个deepClone()方法。代码如下：

　　2. 在类PrototypeFragment中仍然使用这个已有的原型对象，通过调用deepClone()方法对该对象的进行深克隆，并对克隆对象的名字name和地址address进行更改。代码如下：

　　3. 运行后的效果，如图所示：

　　由上可知，深克隆利用了IO流进行存储，然后进行读取，不仅对克隆对象进行克隆，而且对其依附着的对象也进行了克隆。如栗子所示，原型猴儿携带的信息包含孙悟空、六耳猕猴和峨眉山，深克隆后的对象是猴儿B，我更改了名字和地址，其中名字name是值类型成员变量，则复制后改变不会影响原型对象的值，地址address是引用类型成员变量，因为是深克隆，所以也复制了一份给克隆对象，所以更改后也将不会影响到原型对象中的地址值。

　　深克隆，无论原型对象的成员变量是值类型还是引用类型，都将复制一份给克隆对象。

　　深克隆需要注意的地方：

　　（1）利用IO流进行存储，然后进行读取；

　　（2）需要实现可序列化接口Serializable。

　　优点：

　　（1）当创建一个结构复杂的对象时，原型模式可以简化其创建过程，通过复制已有的实例来获得相同的对象；

　　（2）简化创建结构，不需要专门的工厂存在，仅需要实现克隆方法即可。

　　缺点：

　　（1）必须实现Cloneable接口；

　　（2）逃避构造函数的约束；

　　（3）克隆方法在类的内部，加重类的职责，当需要对已有类进行改造时需要修改原型类。

　　使用场景：

　　（1）当创建成本比较大的时候，新的对象可以使用原型模式来获得；

　　（2）系统要保存对象的状态，并且对象本身占用内存很少，比如要恢复到某个时间的某种状态，可以使用原型模式配合备忘录模式来实现。

设计模式之原型模式