原型模式（设计模式详解）

原型模式

描述
实现
使用场景

描述

原型模式（Prototype Pattern）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，而无需从头开始编写代码。

在原型模式中，一个原型对象作为模板，新的对象通过克隆这个原型对象而创建。这样可以避免使用相同的代码来创建相似的对象，同时也可以提高创建对象的效率。通常情况下，原型模式会使用一个原型管理器来存储和管理原型对象，以便在需要的时候进行复制。

原型模式适用于需要创建大量相似对象的场景，如图形编辑器中的图形对象、数据库中的数据对象、网络传输中的数据包等。通过使用原型模式，可以大大提高对象创建的效率和代码复用性。

实现


public class Client {public static void main(String[] args) {Car car = new Car("丰田", 140000);Prototype prototype = new Prototype();prototype.registerObj("丰田",car);Car cloneCar = prototype.clone("丰田");System.out.println(car == cloneCar);System.out.println(cloneCar);}
}/*** 原型对象*/
class Prototype {//存放实例的mapprivate Map<String, Object> prototypeMap;public Prototype() {this.prototypeMap = new HashMap<>();}//注册对象public void registerObj(String name,Object o){prototypeMap.put(name,o);}public void unRegisterObj(String name){prototypeMap.remove(name);}public Car clone(String name){return ((Car)(prototypeMap.get(name))).clone();}
}/*** Car继承Cloneable*/
class Car implements Cloneable{private String carName;private int price;public Car(){}public Car(String carName, int price) {this.carName = carName;this.price = price;}public Car clone(){try {return (Car) super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {return new Car(this.carName,this.price);}}@Overridepublic String toString() {return "Car{" +"carName='" + carName + '\'' +", price=" + price +'}';}
}

对于对象的拷贝是使用jdk自带的clone，那么就会有个问题，拷贝是属于深拷贝还是浅拷贝呢？

深拷贝：深拷贝（Deep Copy）是指在进行对象复制时，将被复制对象的所有成员变量都复制一份到新的对象中，而不是仅仅复制对象的引用。

浅拷贝：，浅拷贝（Shallow Copy）仅仅复制对象的引用，而不是对象本身的成员变量。因此，如果原对象发生变化，浅拷贝后的新对象也会受到影响。

我们来测试一下。我们把Car修改成以下代码

class Car implements Cloneable{private String carName;private int price;private Object from;public Car(){}public Car(String carName, int price,Object from) {this.carName = carName;this.price = price;this.from = from;}public Car clone(){try {return (Car) super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {return new Car(this.carName,this.price,this.from);}}@Overridepublic String toString() {return "Car{" +"carName='" + carName + '\'' +", price=" + price +'}';}public String getCarName() {return carName;}public int getPrice() {return price;}public Object getFrom() {return from;}
}

当克隆后我们比对引用类型的属性

   Car car = new Car("丰田", 140000,new Object());Prototype prototype = new Prototype();prototype.registerObj("丰田",car);Car cloneCar = prototype.clone("丰田");System.out.println(cloneCar.getFrom() == car.getFrom());

发现克隆的对象的引用属性和被克隆的对象引用属性的地址一致。

通过以上结论，我们可以知道，jdk的clone为浅拷贝。如果需要深拷贝，我们需要重新自己写一个克隆方法来进行深拷贝。

使用场景

当需要创建的对象具有相同的属性和方法时，但其状态不同，例如游戏中的敌人，它们具有相同的属性和方法，但具有不同的血量、攻击力等状态。
当创建对象的过程非常昂贵或复杂时，例如数据库连接对象、网络连接对象等。在这种情况下，通过复制现有对象，可以避免重复创建对象，从而提高性能。
当需要避免构造函数被反复调用时，例如在某些系统中，构造函数可能会执行一些昂贵的计算或操作，通过使用原型模式，可以避免这些计算或操作被反复执行

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