Java设计模式（4）原型模式

前言

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在软件开发的世界里，设计模式如同一本精妙的编码诗集，已经成为一种标准的编程实践。在Java编程中，设计模式很重要。是软件开发中广泛应用的一种编程方法，它可以帮助开发人员更快地编写出高效、可靠和可维护的代码。 本人将制作一个关于Java设计模式的系列文章，总共23种设计模式将以一篇一篇文章讲解，代码笔记已开源：Gitee点击跳转。在上一篇《Java设计模式（3）建造者模式》文章中，我们介绍了建造者模式。本文是这个系列的第四篇章，我们将讲解一下原型模式的实现方式、应用场景以及它的用途。

原型模式

原型模式是一种创建型设计模式，其主要目的是通过复制现有对象来创建新对象，而不是通过实例化类来创建。这种方式允许我们在运行时动态地创建对象，并且可以避免直接使用new关键字创建对象。

应用场景

1. 对象的创建成本较大： 当一个对象的创建过程较为复杂，包含了很多初始化步骤或者涉及到其他资源的获取，使用原型模式可以避免重复进行这些初始化操作，提高对象创建的效率。
2. 对象的初始化状态相对稳定： 如果一个对象的状态变化不大，可以通过复制一个现有对象来创建新对象，而无需重新初始化。
3. 需要避免直接使用new关键字创建对象： 原型模式允许在运行时动态地创建对象，而无需依赖具体的类，适用于需要减少直接使用new关键字的情况。
4. 类的实例化过程比克隆更为方便： 如果一个类的实例化过程比克隆更为方便，且类的初始化操作相对较轻，可以考虑使用原型模式。
5. 需要避免构造函数的约束： 如果类的构造函数有一些约束条件，而克隆是一种更灵活的创建方式，可以选择使用原型模式。

代码实现

创建一个原型接口

public interface Prototype {
    public Prototype clone();
}

再创建一个具体实现

public class ConcretePrototype implements Prototype{
    @Override
    public Prototype clone() {
        return new ConcretePrototype();
    }
}

测试使用，利用克隆创建不同的对象

System.out.println("------------------------------原型模式-----------------------------");
ConcretePrototype concretePrototype = new ConcretePrototype();
System.out.println(concretePrototype);
Prototype clone = concretePrototype.clone();
System.out.println(clone);

输出

image.png

结尾

Java中的Object类实现了Cloneable接口，这就意味着Java中的任何对象都可以实现原型模式。通过实现Cloneable接口，并重写Object类中的clone()方法，可以实现原型模式。例如 ArrayList、HashMap 等集合类都实现了Cloneable 接口，可以通过复制现有对象来创建新的对象。