菜鸟学设计模式系列笔记之Prototype模式（原型模式）

 菜鸟学设计模式系列笔记之Prototype模式:

Intent: 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

Motivation：以一个已有的对象作为原型，通过它来创建新的对象。

在增加新的对象的时候，新对象的细节创建工作由自己来负责，从而使新对象的创建过程与框架隔离开来。

应用场景：

（1）当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时

（2）当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如动态加载

（3）为了避免创建一个产品类层次平行的工厂类层次时

（4）当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时



主要实现：申明一个克隆自身的接口；实现一个克隆自身的接口；让一个原型克隆自身从而创建一个新的对象

模式分析：

通常情况下，一个类包含一些成员对象，在使用原型模式克隆对象时，根据其成员对象是否也克隆，原型模式可以分为两种形式：深克隆、浅克隆

在浅克隆中，当对象被复制时它所包含的成员对象没有被复制

在深克隆中，除了对象本身被复制外，对象包含的引用也被复制，也就是其中的成员对象也将复制

在java语言中，通过覆盖Object类的clone（）方法可以实现浅克隆；如果需要实现深克隆，可以通过序列化等方式来实现。



两种形式比较：

（1）简单形式和登记形式各有所长

（2）如果需要创建原型对象数目较少而且比较固定的话，可采用简单形式，原型对象的引用可由客户端自己保存

（3）如果要创建的原型对象数目不固定的话，可以采用登记形式，由原型管理器保存对原型对象的引用。在复制一个对象之前，客户端可先查看管理员对象是否已有一个满足要求的原型对象，如果有，则直接从管理员类取得这个对象引用；如果没有，客户端就需要自行复制此原型对象

什么情况下使用原型模式：

1、假设一个系统的产品类是动态加载的，而且产品类具有一定的等级结构。这是如果采取共产那个模式的话，工厂类就不得不具有一个相应的等级结构。而产品类的等级结构一旦变化，工厂类的等级结构就不得不有一个相应对的变化。这对于产品结构可能会有经常性变化的系统来说，采用工厂模式就不太方便。

（1）如果采用原型模式，给每个产品类配备一个克隆方法（大多数的时候只需给产品类等级结构的根类配备一个克隆方法），便可以避免使用工厂模式所带来的具有固定等级结构的工厂类

（2）一个使用原型模式的系统与它的产品对象是怎么创建出来的，这些产品对象之间的结构是怎样的，以及这个结构会不会发生变化是没有关系的。

2、why not use “new”？

如果你有一个对象，有着复杂的状态。你希望得到另一个拷贝，但是同时具有一摸一样的状态，如果选择从头创建一个新的对象，你将不得不重新一个一个地设置这些状态。有的时候有这麻烦，有的时候这不可能做到。这种时候，使用原型模式，调用一个克隆方法，这就变成非常好的方法。

使用原型模式的优点：

1、原型模式允许动态地增加或减少产品类。由于创建产品类实例的方法是产品类内部具有的，因此增加新产品对整个结构没有影响。

2、原型模式提供简化的创建结构。工厂方法常需要有一个与产品类相同的的等级结构，而原型模式不需要。

3、具有给一个应用软件加载新功能的能力

4、产品类不需要非得有任何事先确定的等级结构，因为原型模式适用于任何的等级结构。

原型模式的缺点：

1、每一个类必须配备一个克隆方法

2、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环机构的时候。

使用场景：

（1）资源优化场景

（2）性能和安全要求的场景

（3）一个对象多个修改者的场景

Prototype与Abstract Factory往往是相互竞争的，但是他们也可以一起使用。

Abstract Factory可以存储一个被克隆的原型的集合，并且返回产品对象

大量使用的Composite和Decorator模式的设计通常也从Prototype模式处获益