七、原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。
例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

例如：

创建一个可复制的支付类：

public class WxPay implements Cloneable{public WxPay(){System.out.println("创建支付对象");}public WxPay clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("复制对象！");return (WxPay) super.clone();}
}

使用：

public class demo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {WxPay pay = new WxPay();WxPay pay1 = pay.clone();System.out.println(pay);System.out.println(pay1);}
}

可以看到，创建了两个不同的对象，只进行了一次构件函数的执行，当直接创建对象的代价比较大时，就可以采用这种模式。

另外，原型的拷贝又有浅拷贝和深拷贝两个层次，上面的方式就是浅拷贝，只把当前对象做了拷贝，如果对象中有其他对象的引用，就不会进行拷贝，修改任意一个对象中的引用，对其他都会有影响。

比如上面的WxPay类做如下修改：

1. 先定义其他操作类

public class OtherOperation {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}

2. 再修改WxPay类

public class WxPay implements Cloneable {private OtherOperation otherOperation = new OtherOperation();public WxPay() {System.out.println("创建支付对象");}public WxPay clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("复制对象！");return (WxPay) super.clone();}public OtherOperation getOperation() {return otherOperation;}public String getName() {return otherOperation.getName();}}

3. 演示

public class demo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {WxPay pay = new WxPay();WxPay pay1 = pay.clone();System.out.println(pay);System.out.println(pay1);System.out.println(pay.getOperation());System.out.println(pay1.getOperation());pay.getOperation().setName("abc");System.out.println(pay1.getOperation().getName());}
}

上面可以看出，WxPay确实是复制出了一个实例，但是WxPay里面的OtherOperation实例没有复制，还只向同一个地址，导致只要修改任意一个对象中的OtherOperation对其他实例都会有影响。

上面已经看出默认是浅拷贝，但有的时候，我们又需要其中引用的对象也要为新实例，那怎么做呢，下面就来看下深拷贝的实现方式：

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)

实现方式 1，重写 clone 方法来实现深拷贝

1. 修改 OtherOperation类

public class OtherOperation implements Cloneable{private String name;public OtherOperation clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("复制OtherOperation对象！");return (OtherOperation) super.clone();}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}

2. 修改WxPay，在clone中再复制OtherOperation ，以达到深拷贝的效果

public class WxPay implements Cloneable {private OtherOperation otherOperation = new OtherOperation();public WxPay() {System.out.println("创建支付对象");}public WxPay clone() throws CloneNotSupportedException {System.out.println("复制对象！");WxPay wxPay = (WxPay) super.clone();wxPay.otherOperation = otherOperation.clone();return wxPay;}public OtherOperation getOperation() {return otherOperation;}public String getName() {return otherOperation.getName();}}

3. 演示

public class demo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {WxPay pay = new WxPay();WxPay pay1 = pay.clone();System.out.println(pay);System.out.println(pay1);System.out.println(pay.getOperation());System.out.println(pay1.getOperation());pay.getOperation().setName("abc");System.out.println(pay1.getOperation().getName());}
}

可以看到，WxPay 和 OtherOperation 都是新实例。

深拷贝实现方式 2：通过对象序列化实现深拷贝

1. OtherOperation 实现 Serializable

public class OtherOperation implements  Serializable {private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}

2. WxPay 实现Serializable，并提供方法对当前对象进行序列化操作

public class WxPay implements Serializable {private OtherOperation otherOperation = new OtherOperation();public WxPay() {System.out.println("创建支付对象");}public OtherOperation getOperation() {return otherOperation;}public String getName() {return otherOperation.getName();}public WxPay 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); //当前这个对象以对象流的方式输出//反序列化bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ois = new ObjectInputStream(bis);return (WxPay) ois.readObject();}catch (Exception e) {return null;}finally {//关闭流try {bos.close();oos.close();bis.close();ois.close();}catch (Exception e2) {System.out.println(e2.getMessage());}}}
}

3. 效果

public class demo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {WxPay pay = new WxPay();WxPay pay1 = pay.deepClone();System.out.println(pay);System.out.println(pay1);System.out.println(pay.getOperation());System.out.println(pay1.getOperation());pay.getOperation().setName("abc");System.out.println(pay1.getOperation().getName());}
}

和上面我们手动的方式是一样的效果。

八、建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。主要解决在软件系统中，有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。

例如，在游戏场景中，需要构建人物模型，可能要先构建头部、再构建身体、然后四肢部分，最后才是一个完整的人物，如果都写在一起，肯定会导致代码复杂不易其他开发人员理解，对后期维护扩展难度都大，如果使用构建者模式，便可以将头部、身体、四肢，写在不同的人物实现里面，最后由一个构建类去按照一定的顺序加载它们，然后组成了一个更大的复杂的对象，这样便有利于维护扩展。

下面我们借助上面的例子简单用构建者模式实现下

1. 定义人物对象，这里直接将头、身体、四肢简化为属性的形式表达。

@Data
public class Person {private String head;private String body;private String foot;
}

2. 定义人物构建接口，并定义具体的抽象方法。

public interface PersonBuilder {//构建入口Person Builder();//构建头部void builderHead();//构建身体void builderBody();//构建四肢void builderFoot();
}

3. 定义一个男孩人物的具体构建实现

public class BoyBuilder implements PersonBuilder {private Person person;public BoyBuilder() {person = new Person();}@Overridepublic Person Builder() {builderHead();builderBody();builderFoot();System.out.println("构建完成！");return person;}@Overridepublic void builderHead() {System.out.println("开始构建男孩头部...");person.setHead("男孩头部信息");}@Overridepublic void builderBody() {System.out.println("开始构建男孩身体...");person.setBody("男孩身体信息");}@Overridepublic void builderFoot() {System.out.println("开始构建男孩四肢...");person.setFoot("男孩四肢部分信息");}}

4. 演示

public class demo {public static void main(String[] args) {PersonBuilder personBuilder = new BoyBuilder();Person person = personBuilder.Builder();System.out.println(StringFormatter.concat("构建对象：", person.toString()).getValue());}}

上面就是将一个人物的不同部分分别构建（实际中每个小的构建都应该在具体的实现中去表达，这里简化为了一个属性），一个复杂的对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。