原型模式：为可定制实例提供创建蓝图

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2023-10-03 11:30:15

导言

在软件开发中，创建对象是一个常见的任务。传统方法需要为每个对象创建一个新实例，但对于复杂或构建耗时的对象，这可能是低效的。原型模式提供了一种优雅的解决方案，通过创建一个可定制的原型对象来解决这一问题。

原型模式的机制

原型模式包含以下核心组件：

原型： 一个可复制的模板对象，定义了所需实例的基本属性和行为。
客户： 请求创建新实例并传递适当的参数。
克隆工厂： 负责创建原型对象的克隆。

当一个客户需要创建一个新实例时，它会向克隆工厂发送一个请求。工厂从原型创建一个克隆，然后客户可以根据需要对其进行定制。这种方法确保了所有克隆都与原始原型保持一致，但仍可以包含唯一的修改。

原型模式的优点

原型模式提供了几个优势：

高效的克隆： 从原型创建克隆比从头开始创建实例要快得多。
一致性： 所有克隆都与原始原型共享相同的属性，确保了对象的一致性。
可定制性： 原型可以在克隆后进行定制，为应用程序提供灵活性。
减少复杂性： 原型模式将创建过程与实例的属性分离开来，简化了代码结构。

原型模式的应用

原型模式广泛应用于各种场景，包括：

创建复杂对象，如图形或文档。
构建可定制组件，如GUI元素或数据库记录。
减少对象的内存开销，尤其是在创建大量类似实例时。

实施示例

考虑一个使用原型模式创建形状的应用程序。原型形状类定义了形状的通用属性和绘制方法。当需要创建新形状时，应用程序从原型创建克隆，并根据需要自定义克隆的颜色或大小。

class Shape {
  private String color;
  private int size;

  public Shape(String color, int size) {
    this.color = color;
    this.size = size;
  }

  public Shape clone() {
    return new Shape(this.color, this.size);
  }

  public void draw() {
    System.out.println("Drawing a " + color + " shape with size " + size);
  }
}

class ShapeFactory {
  private Shape shape;

  public ShapeFactory(Shape shape) {
    this.shape = shape;
  }

  public Shape createShape() {
    return shape.clone();
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Shape circle = new Shape("red", 10);
    ShapeFactory factory = new ShapeFactory(circle);

    Shape clonedCircle = factory.createShape();
    clonedCircle.setColor("blue");
    clonedCircle.draw();
  }
}