原型模式怎样克隆对象 深拷贝与浅拷贝实现

原型模式通过复制对象创建新实例，浅拷贝复制引用地址，深拷贝递归复制所有引用对象，二者性能与隔离性权衡需根据实际需求选择。

原型模式是一种创建型设计模式，它的核心思想是通过复制已有对象来创建新对象，而不是通过 new 实例化。在 Java、JavaScript 等语言中，实现原型模式的关键在于对象的克隆，而克隆又分为浅拷贝和深拷贝。下面详细说明如何实现这两种拷贝方式。

浅拷贝（Shallow Copy）

浅拷贝是指创建一个新对象，这个新对象会拥有原对象属性的副本，但属性如果是引用类型，复制的是引用地址，而不是引用对象本身。这意味着原对象和克隆对象会共享同一个引用对象。

以 Java 为例，实现浅拷贝需要：

• 类实现 Cloneable 接口
• 重写 Object 类中的 clone() 方法

示例代码：

class Address {
    String city;

    Address(String city) {
        this.city = city;
    }
}

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

    Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

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

测试浅拷贝效果：

Address addr = new Address("Beijing");
Person p1 = new Person("Alice", addr);
Person p2 = (Person) p1.clone();

// 修改 p1 的 address.city
p1.address.city = "Shanghai";

System.out.println(p2.address.city); // 输出 Shanghai

可以看到，p2 的 address.city 也被改变了，因为 address 是引用类型，浅拷贝只复制了引用。

深拷贝（Deep Copy）

深拷贝会复制对象及其引用的所有对象，形成一个完全独立的副本。原对象和克隆对象之间没有任何关联。

实现深拷贝有几种常见方式：

1. 克隆引用对象（手动深拷贝）

在 clone() 方法中，对引用类型也手动调用 clone()。

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Person p = (Person) super.clone();
    p.address = (Address) address.clone(); // 假设 Address 也实现了 Cloneable
    return p;
}

注意：Address 类也必须实现 Cloneable 并重写 clone()。

2. 序列化实现深拷贝

利用对象序列化和反序列化来实现真正的深拷贝，适用于复杂对象结构。

public Person deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException {
    // 序列化
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
    oos.writeObject(this);

    // 反序列化
    ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
    return (Person) ois.readObject();
}

前提是类和引用类型都实现 Serializable 接口。

3. 使用 JSON 工具（JavaScript 或 Java）

在 JavaScript 中常用 JSON.parse(JSON.stringify(obj)) 实现深拷贝（但有局限，如函数、undefined、Symbol 会丢失）。

const p1 = { name: "Alice", address: { city: "Beijing" } };
const p2 = JSON.parse(JSON.stringify(p1));

在 Java 中也可使用 Gson、Jackson 等工具实现类似效果。

浅拷贝 vs 深拷贝对比

• 浅拷贝速度快，内存开销小，但存在共享引用的风险
• 深拷贝独立性强，安全，但性能开销大，尤其对复杂对象
• 选择哪种方式取决于业务需求：是否需要完全隔离对象状态

基本上就这些。原型模式中，根据对象结构选择合适的拷贝方式，能有效提升对象创建效率并避免副作用。关键是理解引用类型在拷贝过程中的行为差异。

以上就是原型模式怎样克隆对象 深拷贝与浅拷贝实现的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！