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Java原型模式的示例分析

发表于：2026-11-04 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2026年11月04日，这篇文章主要介绍了Java原型模式的示例分析，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。1.思考问题现在有一只羊 tom，姓名为:

千家信息网最后更新 2026年11月04日Java原型模式的示例分析

这篇文章主要介绍了Java原型模式的示例分析，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

1.思考问题

现在有一只羊 tom，姓名为: tom，年龄为:1，颜色为:白色，请编写程序创建和 tom羊属性完全相同的10只羊。

按照传统的思路来，我们可能会按照下面的方式去写。

那么这种写法的优缺点自然而然就出来了：

优点是比较好理解，简单易操作。
缺点是在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较低。总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态，不够灵活。
改进的思路分析：Java中Object类是所有类的根类，Object类提供了一个 clone()方法，该方法可以将一个Java对象复制一份，但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口Cloneable，该接口表示该类能够复制且具有复制的能力 => 原型模式。

2.什么是原型模式？

原型模式(Prototype模式)是指: 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。
原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节。
工作原理是: 通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即对象.clone()。

原型模式相关的类图如下：

3.克隆羊多莉案例代码（浅拷贝）

这里由于我是新建的普通Java项目，并不是maven项目，所以没法加lombok依赖。那么这里的构造器、setter/getter方法显得这个类的篇幅比较长。。。

package com.szh.prototype.shallowclone; public class Sheep implements Cloneable {    private String name;    private Integer age;    private String color;    private Sheep friend;     public Sheep(String name, Integer age, String color) {        this.name = name;        this.age = age;        this.color = color;    }     public Sheep(String name, Integer age, String color, Sheep friend) {        this.name = name;        this.age = age;        this.color = color;        this.friend = friend;    }     public String getName() {        return name;    }     public void setName(String name) {        this.name = name;    }     public Integer getAge() {        return age;    }     public void setAge(Integer age) {        this.age = age;    }     public String getColor() {        return color;    }     public void setColor(String color) {        this.color = color;    }     public Sheep getFriend() {        return friend;    }     public void setFriend(Sheep friend) {        this.friend = friend;    }     @Override    public String toString() {        return "Sheep{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                ", color='" + color + '\'' +                ", friend=" + friend +                '}';    }     //克隆该实例，使用默认的clone方法来完成    @Override    protected Object clone()  {        Sheep sheep = null;        try {            sheep = (Sheep) super.clone();        } catch (CloneNotSupportedException e) {            System.out.println(e.getMessage());        }        return sheep;    }}

package com.szh.prototype.shallowclone; public class MainTest {    public static void main(String[] args) {        Sheep sheep = new Sheep("多莉",5,"黑白相间",new Sheep("喜羊羊",1,"白色"));         Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone();        Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone();        Sheep sheep4 = (Sheep) sheep.clone();        Sheep sheep5 = (Sheep) sheep.clone();         System.out.println(sheep + "  sheep.friend.hashCode = " + sheep.getFriend().hashCode());        System.out.println(sheep2 + "  sheep2.friend.hashCode = " + sheep2.getFriend().hashCode());        System.out.println(sheep3 + "  sheep3.friend.hashCode = " + sheep3.getFriend().hashCode());        System.out.println(sheep4 + "  sheep4.friend.hashCode = " + sheep4.getFriend().hashCode());        System.out.println(sheep5 + "  sheep5.friend.hashCode = " + sheep5.getFriend().hashCode());    }}

从上面的运行结果中可以看到，Sheep类中的前三个成员属性都可以成功的拷贝，但是最后一个friend，它表示羊的朋友（也是Sheep类型，就是引用类型了）。而当我们拷贝完成之后，应该来说都是不一样的新的对象，但是它们中的friend属性的hashCode居然是一样的！！！这里我们就要来聊一聊深拷贝和浅拷贝了。

浅拷贝：

对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址〉复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。
前面我们克隆羊就是浅拷贝。浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现：sheep= (Sheep) super.clone();

深拷贝：

复制对象的所有基本数据类型的成员变量值。
为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝。
深拷贝实现方式1: 重写clone方法来实现深拷贝。
深拷贝实现方式2: 通过对象序列化实现深拷贝(推荐)。

4.深拷贝代码案例

package com.szh.prototype.deepclone; import java.io.Serializable; public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {     private static final long serialVersionUID = 1L;    private String cloneName;    private String cloneClass;     public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {        this.cloneName = cloneName;        this.cloneClass = cloneClass;    }     @Override    public String toString() {        return "DeepCloneableTarget{" +                "cloneName='" + cloneName + '\'' +                ", cloneClass='" + cloneClass + '\'' +                '}';    }     //因为该类的属性，都是String , 因此我们这里使用默认的clone完成即可    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}

package com.szh.prototype.deepclone; import java.io.*; public class DeepPrototype implements Serializable, Cloneable {     public String name; //String 属性    public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型     public DeepPrototype() {        super();    }     @Override    public String toString() {        return "DeepPrototype{" +                "name='" + name + '\'' +                ", deepCloneableTarget=" + deepCloneableTarget +                '}';    }     //深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        Object deep = null;        deep = super.clone();        DeepPrototype deepPrototype = (DeepPrototype) deep;        deepPrototype.deepCloneableTarget = (DeepCloneableTarget) deepCloneableTarget.clone();        return deepPrototype;    }     //深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (推荐)    public Object deepClone() {        //创建流对象        ByteArrayOutputStream bos = null;        ObjectOutputStream oos = null;        ByteArrayInputStream bis = null;        ObjectInputStream ois = null;         try {            //序列化            bos = new ByteArrayOutputStream();            oos = new ObjectOutputStream(bos);            oos.writeObject(this);             //反序列化            bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());            ois = new ObjectInputStream(bis);            DeepPrototype copyObj = (DeepPrototype) ois.readObject();            return copyObj;        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        } finally {            //关闭流            try {                ois.close();                bis.close();                oos.close();                bos.close();            } catch (Exception e2) {                System.out.println(e2.getMessage());            }        }    }}

package com.szh.prototype.deepclone; public class MainTest {    public static void main(String[] args) throws Exception {        DeepPrototype prototype = new DeepPrototype();        prototype.name = "张起灵";        prototype.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("小哥","闷油瓶");         //方式1 完成深拷贝        DeepPrototype prototype2 = (DeepPrototype) prototype.clone();        System.out.println("方式1 完成深拷贝");        System.out.println("prototype.name = " + prototype.name + ", prototype.deepCloneableTarget = " + prototype.deepCloneableTarget);        System.out.println("prototype.deepCloneableTarget.hashCode = " + prototype.deepCloneableTarget.hashCode());        System.out.println("-------------------------------------------------------");        System.out.println("prototype2.name = " + prototype2.name + ", prototype2.deepCloneableTarget = " + prototype2.deepCloneableTarget);        System.out.println("prototype2.deepCloneableTarget.hashCode = " + prototype2.deepCloneableTarget.hashCode());        System.out.println("==============================================================================");         //方式2 完成深拷贝        DeepPrototype prototype3 = (DeepPrototype) prototype.deepClone();        System.out.println("方式2 完成深拷贝");        System.out.println("prototype.name = " + prototype.name + ", prototype.deepCloneableTarget = " + prototype.deepCloneableTarget);        System.out.println("prototype.deepCloneableTarget.hashCode = " + prototype.deepCloneableTarget.hashCode());        System.out.println("-------------------------------------------------------");        System.out.println("prototype3.name = " + prototype3.name + ", prototype3.deepCloneableTarget = " + prototype3.deepCloneableTarget);        System.out.println("prototype3.deepCloneableTarget.hashCode = " + prototype3.deepCloneableTarget.hashCode());    }}