前言

原型模式属于对象的创建模式。通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型，然后用这个原型对象提供的复制办法创建出更多同类型的对象。

原型模式的结构

原型模式要求对象实现一个可以克隆自身的接口(类型)。这样一来，通过原型实例创建新的对象，就不需要关心这个实例本身的类型，只需要实现克隆自身的方法，也而无需再去通过new来创建。

原型类型的表现形式

简单形式
登记形式

正文

简单形式

相关角色

客户(Client)角色：客户类提出创建对象的请求；
抽象原型(Prototype)角色：这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或者Java抽象类实现。此角色定义了的具体原型类所需的实现的方法。
具体原型(Concrete Prototype)角色：此角色需要实现抽象原型角色要求的克隆相关的接口。
原型管理器(Prototype Manager)角色：提供各种原型对象的创建和管理。

示例代码

除了原型管理器Prototype Manager以外，登记模式和简单模式并无其他差异。

Prototype.java

public interface Prototype {

public Prototype clone();

public String getName();

public void setName(String name);

}

ConcretePrototype1.java

public class ConcretePrototype1 implements Prototype {

private String name;

@Override

public String getName() {

return this.name;

}

@Override

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

@Override

public Prototype clone() {

Prototype prototype = new ConcretePrototype1();

prototype.setName(this.name);

return prototype;

}

@Override

public String toString() {

return "ConcretePrototype1 [name=" + name + "]";

}

ConcretePrototype2.java

public class ConcretePrototype2 implements Prototype {

private String name;

@Override

public String getName() {

return this.name;

}

@Override

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

@Override

public Prototype clone() {

Prototype prototype = new ConcretePrototype2();

prototype.setName(this.name);

return prototype;

}

@Override

public String toString() {

return "ConcretePrototype2 [name=" + name + "]";

}

PrototypeManager.java

public class PrototypeManager {

/**

* 用来记录原型的编号同原型实例的对象关系

private static Map<String, Prototype> map = new HashMap<>();

/**

* 私有化构造方法，避免从外部创建实例

private PrototypeManager() {

}

/**

* 向原型管理器里面添加或者修改原型实例

* @param prototypeId 原型编号

* @param prototype 原型实例

public static void setProtoType(String prototypeId, Prototype prototype) {

map.put(prototypeId, prototype);

}

/**

* 根据原型编号从原型管理器里面移除原型实例

* @param prototypeId 原型编号

public static void removePrototype(String prototypeId) {

map.remove(prototypeId);

}

/**

* 根据原型编号获取原型实例

* @param prototypeId 原型编号

* @return 原型实例对象

* @throws Exception 如果根据原型编号无法获取对应实例，则提示异常“您希望获取的原型还没有注册或已被销毁”

public static Prototype getPrototype(String prototypeId) throws Exception {

Prototype prototype = map.get(prototypeId);

if (prototype == null) {

throw new Exception("您希望获取的原型还没有注册或已被销毁");

}

return prototype;

}

Client.java

public class Client {

public static void main(String[] args) {

try {

// 创建第一个实例

Prototype p1 = new ConcretePrototype1();

// 注册第一个实例

PrototypeManager.setProtoType("p1", p1);

// 克隆第一个实例的原型

Prototype p3 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone();

p3.setName("张三");

System.out.println("第一个实例的副本：" + p3);

// 创建第二个实例

Prototype p2 = new ConcretePrototype2();

// 注册第二个实例

PrototypeManager.setProtoType("p2", p2);

// 克隆第二个实例的原型

Prototype p4 = PrototypeManager.getPrototype("p2").clone();

p4.setName("李四");

System.out.println("第二个实例的副本：" + p4);

// 注销第一个实例

PrototypeManager.removePrototype("p1");

// 再次克隆第一个实例的原型

Prototype p5 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone();

p5.setName("王五");

System.out.println("第一个实例的副本：" + p5);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

运行结果

两者之间的比较

简单形式和登记形式的原型模式各有其长处和短处。

如果要创建的原型对象数据较少而且比较固定的话，可以采用第一种形式。在这种情况下，原型对象的引用可以由客户端自己保存。
如果要创建的原型对象数据不固定的话，可以采用第二种形式。在这种情况下，客户端不保存对原型对象的引用，这个任务被交给原型管理器角色。在克隆一个对象之前，客户端可以查看管理员对象是否已经有一个满足要求的原型对象。如果有，可以从原型管理器角色中取得这个对象引用；如果没有，客户端就需要自行复制此原型对象。

总结

原型模式的优点

原型模式允许在运行时动态改变具体的实现类型。原型模式可以在运行期间，有客户来注册符合原型接口的实现类型，也可以动态的改变具体的实现类型，看起来接口没有任何变化，但是其实运行的已经是另外一个类实体了。因为克隆一个原型对象就类似于实例化一个类。

原型模式的缺点

原型模式最主要的缺点是每一个类都必须要配备一个克隆方法。配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类来说并不是很难，但是对于已有的类来说并不容易。

一天一个设计模式：原型模式(Prototype)

前言

正文

总结

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