Prototype Pattern 原型模式的目的是快速地复制出一个重复的对象实例，其同样是创建型模式的一种。这个被复制的实例即为原型

概述

如果需要创建一个重复的对象实例，常见的方式是通过构造器new并不断调用setXxx方法来实现。这样做一来繁琐不够简洁，二来效率较低。而且不便于在运行时动态改变类的具体实现类型。而 Prototype Pattern 原型模型则可以更好的解决这个问题。在Prototype Pattern 原型模式中，其有两个角色：

原型抽象角色：其定义了具体原型角色所需要实现的方法，在Java中可通过接口或抽象类类实现
具体抽象原型：其是原型抽象角色的具体实现类，需要在具体的实现类中实现克隆复制的具体方法

基于接口(抽象类)-实现的设计思想，将定义与实现进行了解耦。方便运行时动态改变具体的实现

实现

在Java中天然的支持对实例对象进行克隆复制，只需实现Cloneable接口、重写clone方法即可。而且通过克隆机制创建实例，相比较于构造器的方式而言，大大提高了效率。现在我们通过Java来实现原型模式以更好的理解它。首先定义一个Animal抽象类，其定义了一些共有的方法，并重写了clone方法以通过Java克隆机制的深拷贝实现对原型对象的复制

/**
 * 原型的抽象类
 */
@Getter
@Setter
public abstract class Animal implements Cloneable {
    private String description;
    private String type;

    abstract public void getInfo();

    /**
     * 深拷贝，通过Java的克隆机制实现原型模式
     * @return
     */
    public Animal clone() {
        Animal animal = null;
        try{
            animal = (Animal) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
        return animal;
    }
}

然后定义了Animal的具体实现类——Cat、Dog

/**
 * 原型的实现类: 猫
 */
@Getter
@Setter
public class Cat extends Animal {
    private Double catWeight;

    public Cat(String description, String type, Double catWeight){
        setDescription(description);
        setType(type);
        this.catWeight = catWeight;
    }

    @Override
    public void getInfo() {
        String info = "["+ getType() +"]: " + getDescription() + ", catWeight: " + getCatWeight();
        System.out.println(info);
    }

    @Override
    public Cat clone() {
        return (Cat) super.clone();
    }
}
...
/**
 * 原型的实现类: 狗
 */
@Getter
@Setter
public class Dog extends Animal {
    private Boolean isMale;

    public Dog(String description, String type, Boolean isMale){
        setDescription(description);
        setType(type);
        this.isMale = isMale;
    }

    @Override
    public void getInfo() {
        String info = "["+ getType() +"]: " + getDescription() + ", isMale: " + getIsMale();
        System.out.println(info);
    }

    @Override
    public Dog clone() {
        return (Dog) super.clone();
    }
}

至此，Prototype Pattern 原型模式就已经实现完毕了，可以看到其还是比较简单易懂的。现在我们来测试下

public class PrototypePatternDemo1Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("----------- Test 1 -----------");
        Cat cat1 = new Cat("我是一只猫", "Cat", 2.0);
        Animal cat2 = cat1.clone();

        cat1.getInfo();
        cat2.getInfo();

        System.out.println(cat1);
        System.out.println(cat2);

        System.out.println("----------- Test 2 -----------");
        Dog dog1 = new Dog("我是一只边牧", "Dog", true);
        Animal dog2 = dog1.clone();

        dog1.getInfo();
        dog2.getInfo();

        System.out.println(dog1);
        System.out.println(dog2);
    }
}

测试结果如下，可以看到原型对象被正确的复制了

参考文献

Head First 设计模式弗里曼著

xyZGHio

GoF设计模式(二)：Prototype Pattern 原型模式

概述

实现

参考文献