一、定義：

用原型例項指定建立物件的種類，並通過拷貝這些原型建立新的物件。

UML類圖：

原型模式主要用於物件的複製，它的核心是就是類圖中的原型類Prototype。Prototype類需要具備以下兩個條件：

（1）實現Cloneable介面：在java語言有一個Cloneable介面，它的作用只有一個，就是在執行時通知虛擬機器可以安全地在實現了此介面的類上使用clone方法。在java虛擬機器中，只有實現了這個介面的類才可以被拷貝，否則在執行時會丟擲CloneNotSupportedException異常。

（2）重寫Object類中的clone()方法。Java中，所有類的父類都是Object類，Object類中有一個clone方法，作用是返回物件的一個拷貝，但是其作用域protected型別的，一般的類無法呼叫，因此，Prototype類需要將clone方法的作用域修改為public型別。

原型模式是一種比較簡單的模式，也非常容易理解，實現一個介面，重寫一個方法即完成了原型模式。在實際應用中，原型模式很少單獨出現。經常與其他模式混用，他的原型類Prototype也常用抽象類來替代。

二、優點與注意事項：

1、優點：

（1）使用原型模式建立物件比直接new一個物件在效能上要好的多，因為Object類的clone方法是一個本地方法，它直接操作記憶體中的二進位制流，特別是複製大物件時，效能的差別非常明顯。

（2）使用原型模式的另一個好處是簡化物件的建立，使得建立物件就像我們在編輯文件時的複製貼上一樣簡單。

因為以上優點，所以在需要重複地建立相似物件時可以考慮使用原型模式。比如需要在一個迴圈體內建立物件，假如物件建立過程比較複雜或者迴圈次數很多的話，使用原型模式不但可以簡化建立過程，而且可以使系統的整體效能提高很多。

2、注意事項：

（1）使用原型模式複製物件不會呼叫類的構造方法。因為物件的複製是通過呼叫Object類的clone方法來完成的，它直接在記憶體中複製資料，因此不會呼叫到類的構造方法。不但構造方法中的程式碼不會執行，甚至連訪問許可權對原型模式無效。單例模式中，只要將構造方法的訪問許可權設定為private型，就可以實現單例。但是clone方法直接無視構造方法的許可權，所以，單例模式與原型模式是衝突的，在使用時要特別注意。

（2）深拷貝與淺拷貝。Object類的clone方法只會拷貝物件中的基本的資料型別（8種基本資料型別byte,char,short,int,long,float,double，boolean和他們的封裝類），對於陣列、容器物件、引用物件等都不會拷貝，這就是淺拷貝。如果要實現深拷貝，必須將原型模式中的陣列、容器物件、引用物件等另行拷貝。

淺拷貝：只克隆物件中的基本資料型別，而不會克隆陣列、容器、引用物件等。換言之，淺複製僅僅複製所考慮的物件，而不復制它所引用的物件。如果變數為String字串，則拷貝其引用地址，但是在修改的時候，它會從字串池中重新生成一個新的字串，原有的字串物件保持不變。

深拷貝：把要克隆的物件所引用的物件都克隆了一遍。

有關深拷貝與淺拷貝的更多內容，可以參考這篇文章：https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/82950069

三、實現程式碼：

public abstract class Prototype implements Cloneable {
    protected ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public abstract void show();
}

public class ShallowClone extends Prototype {
    @Override
    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try {
            prototype = (Prototype)super.clone();
        }
        catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype;
    }

    @Override
    public void show(){
        System.out.println("淺克隆");
    }
}

public class DeepClone extends Prototype {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public Prototype clone() {
        Prototype prototype = null;
        try {
            prototype = (Prototype)super.clone();
        }
        catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        prototype.list = (ArrayList<String>) this.list.clone();
        return prototype;
    }

    @Override
    public void show(){
        System.out.println("深克隆");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShallowClone cp = new ShallowClone();
        ShallowClone clonecp = (ShallowClone) cp.clone();
        clonecp.show();
        System.out.println(clonecp.list == cp.list);

        DeepClone cp2 = new DeepClone();
        DeepClone clonecp2 = (DeepClone) cp2.clone();
        clonecp2.show();
        System.out.println(clonecp2.list == cp2.list);
    }
}

執行結果：

淺克隆
true
深克隆
false

原部落格連結：

https://blog.csdn.net/jason0539/article/details/23158081

https://blog.csdn.net/jx_870915876/article/details/52123475