23种设计模式-原型(Prototype)设计模式

原型设计模式

🚩什么是原型设计模式？
🚩原型设计模式的特点
🚩原型设计模式的结构
🚩原型设计模式的优缺点
🚩原型设计模式的Java实现
🚩代码总结
🚩总结

🚩什么是原型设计模式？

原型模式（Prototype Pattern） 是 创建型设计模式，它用于 克隆对象，而不是重新创建它们。

在 原型模式 中，我们创建一个对象作为原型，并允许其克隆多个副本，而不必重新初始化所有字段。

使用场景

创建对象开销较大，但又需要 多个相似对象。
对象的构造过程复杂，希望通过 复制现有对象 来减少重复代码。
需要 避免使用 new 关键字 来创建实例。

🚩原型设计模式的特点

减少对象创建成本：克隆对象比 new 关键字创建对象更高效。
避免重复初始化：对象已存在，直接克隆，不需要重复赋值。
提供深拷贝和浅拷贝：可以根据需求实现不同级别的克隆。
解耦对象构造：创建对象的逻辑独立于使用对象的逻辑。

🚩原型设计模式的结构

原型模式包含以下几个主要部分：

Prototype（原型接口）：定义 clone() 方法，所有要克隆的类都要实现该接口。
ConcretePrototype（具体原型类）：实现 Prototype 接口，并提供克隆对象的方法。
Client（客户端）：通过调用 clone() 方法来创建新对象，而不是使用 new。

图例：

在这里插入图片描述

🚩原型设计模式的优缺点

✅ 优点

提高性能：避免了 new 操作，减少对象创建开销。
简化对象创建：只需要 clone() 方法即可获得新对象。
减少代码重复：省去了重新初始化对象的代码逻辑。

❌ 缺点

需要实现 clone() 方法：所有类都要 显式实现克隆逻辑，可能增加代码复杂度。
深拷贝和浅拷贝问题：
- 浅拷贝：仅复制对象本身，不复制其内部引用对象。
- 深拷贝：需要手动实现内部对象的克隆逻辑，可能增加代码复杂度。

🚩原型设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

首先创建一个原型接口Prototype，接口定义一个clone()方法

/*** @author hanson* @description: 原型接口* @date 2025-03-23 22:30:55* @version: 1.0*/
public interface Prototype {public Object Clone();
}

现在创建一个具体的产品Product去实现这个接口，重写clone方法

/*** @author hanson* @description: 体原型类* @date 2025-03-23 22:31:37* @version: 1.0*/
public class Product implements Prototype {private int id;private double price;public Product() {}public Product(int id, double price) {this.id = id;this.price = price;}public int getId() {return id;}public double getPrice() {return price;}@Overridepublic Object Clone() {Product object = new Product();object.id = this.id;object.price = this.price;return object;}
}

创建一个客户端调用测试

/*** @author hanson* @description: 模拟客户端* @date 2025-03-23 22:33:22* @version: 1.0*/
public class PrototypePattern {public static void main(String[] args) {Product product1 = new Product(2022, 5.28);System.out.println(product1.getId() + " " + product1.getPrice());// Product product2 = new Product(2022, 5.28);Product product2 = (Product) product1.Clone();System.out.println(product2.getId() + " " + product2.getPrice());Product product3 = (Product) product1.Clone();System.out.println(product3.getId() + " " + product3.getPrice());}
}