Prototype 项目原型模式怎么实现

项目原型模式的实现关键在于浅复制（Shallow Copy）和深复制（Deep Copy）、对象克隆、模板方法模式的应用。在设计模式中，原型模式允许一个对象在创建另一个可定制的对象时不需要知道如何创建的细节，通过复制已存在的实例来达到创建新实例的目的。具体到实现，最为关键的便是如何控制对象的复制过程，这里将重点讨论浅复制和深复制的区别及应用。

浅复制与深复制的区别主要体现在对对象属性的复制层面。浅复制通常仅复制对象的第一层属性值，如果属性值是引用类型，则复制的是引用，而不是引用指向的实际对象。这意味着，原始对象与克隆对象的引用类型字段将指向相同的对象。而深复制则是对对象及其所有子对象进行递归复制，确保克隆对象与原始对象完全独立，修改克隆对象不会对原始对象造成任何影响。深复制在实现上更为复杂，但在需要保证数据完全独立的场景下非常有用。

一、实现原型模式的步骤

1. 定义克隆接口

首先，需要定义一个克隆接口，让需要实现原型模式的类去实现这个接口，接口中一般包含一个克隆自身的方法。在Java中，可以直接使用Cloneable接口。

2. 实现克隆方法

在实现克隆方法时，需要决定采用浅复制还是深复制。浅复制可以直接使用Object类中的clone()方法，而深复制则需要对各个属性进行单独处理，可能需要递归克隆那些引用类型的属性。

二、浅复制与深复制的实践

1. 浅复制的实现

浅复制在Java中非常简单，只需在克隆类中重写clone()方法，并在方法内部调用super.clone()即可实现。浅复制适用于对象字段全部是基本数据类型，或者即使有引用类型，也确保共享引用不会导致问题的场景。

class Prototype implements Cloneable {
    private String field1;
    public Prototype clone() {
        try {
            return (Prototype) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

2. 深复制的实现

深复制相对复杂，需要为对象中的每一个非基本类型属性实现复制。这通常意味着你需要手动实现这个过程，或者利用序列化再反序列化的技巧来完成。

import java.io.*;
class Prototype implements Serializable {
    private DeepCloneableType field;
    public Prototype 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);
            return (Prototype) ois.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}