小谈设计模式（10）—原型模式

小谈设计模式（10）—原型模式

专栏介绍

主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

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原型模式

这是一种创建型设计模式，它允许通过复制现有对象来创建新对象，而无需通过实例化类来创建。它通过克隆现有对象的属性和方法来创建新对象，从而避免了创建对象时的重复工作。

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角色分类

抽象原型（Prototype）

定义了克隆方法的接口，通常是一个接口或抽象类。该接口中声明了一个克隆方法，用于复制原型对象。

具体原型（Concrete Prototype）

实现了抽象原型接口，提供了克隆方法的具体实现。具体原型对象通过克隆方法创建新的对象，同时复制原型对象的属性和方法。

客户端（Client）

通过调用克隆方法来创建新的对象。客户端可以通过克隆方法复制原型对象，然后根据需要修改克隆对象的属性。

原型管理器（Prototype Manager）

用于管理原型对象的创建和克隆过程。原型管理器可以维护一个原型对象的注册表，客户端通过原型管理器获取原型对象的克隆。

核心思想

原型对象的克隆方法，通过克隆方法可以复制原型对象的属性和方法，从而创建新的对象。客户端可以根据需要通过克隆方法创建新的对象，并可以自由地修改克隆对象的属性。原型模式可以有效地提高对象的创建效率，并使对象的创建过程更加灵活和可扩展。

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Java代码实现

// 原型接口
interface Prototype {
    Prototype clone();
}

// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {
    private String name;

    public ConcretePrototype(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Prototype clone() {
        return new ConcretePrototype(this.name);
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建原型对象
        Prototype prototype = new ConcretePrototype("原型对象");

        // 克隆原型对象
        Prototype clone = prototype.clone();

        // 修改克隆对象的属性
        ((ConcretePrototype) clone).setName("克隆对象");

        // 输出原型对象和克隆对象的属性
        System.out.println("原型对象的属性：" + prototype.getName());
        System.out.println("克隆对象的属性：" + ((ConcretePrototype) clone).getName());
    }
}

代码分析

在上面的示例中，我们定义了一个原型接口 Prototype，其中包含一个 clone 方法用于克隆原型对象。然后，我们创建了一个具体原型类 ConcretePrototype，实现了 Prototype 接口，并在 clone 方法中返回一个新的克隆对象。

在客户端代码中，我们创建了一个原型对象 prototype，然后使用 clone 方法克隆了一个新的对象 clone。接下来，我们修改了克隆对象的属性，并输出了原型对象和克隆对象的属性。

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优缺点分析

优点

简化对象的创建

原型模式通过克隆原型对象来创建新的对象，避免了重复创建对象的过程，提高了对象的创建效率。

隐藏对象的创建细节

客户端通过克隆方法获取新的对象，无需关心对象的创建细节，使得对象的创建过程对客户端透明。

支持动态添加和修改对象的属性

克隆对象可以独立于原型对象进行修改，不会影响到原型对象，使得对象的创建更加灵活和可扩展。

提供了一种可替代的对象创建方式

原型模式可以作为一种可替代的对象创建方式，特别适用于创建复杂对象或需要大量初始化的对象。

缺点

克隆方法的实现可能较为复杂

如果对象的属性较为复杂或存在循环引用等问题，实现克隆方法可能较为复杂。

克隆对象与原型对象的关系可能较为复杂

克隆对象与原型对象之间可能存在一定的关联关系，需要在克隆方法中进行处理，增加了代码的复杂性。

克隆对象的创建方式受限

克隆对象的创建方式受限于原型对象的结构，需要保证原型对象实现了克隆方法，且克隆方法能够正确地复制对象的属性。

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