java 设计模式 原型模式

简介

原型模式（Prototype Pattern） 是一种创建型设计模式，它通过复制现有对象来生成新对象，而不是通过 new 关键字创建。核心思想是减少对象创建的开销，尤其是当对象初始化过程复杂或代价较高时。

原型模式的核心实现

1.实现 Cloneable 接口
Java 的 Object 类提供了 clone() 方法，但需要类实现 Cloneable 接口（标记接口）才能调用。

2.重写 clone() 方法
通常重写 clone() 方法以实现对象的深拷贝或浅拷贝。

默认浅拷贝

class Prototype implements Cloneable {private String name;private List<String> data;public Prototype(String name, List<String> data) {this.name = name;this.data = data;}// 深拷贝实现@Overrideprotected Prototype clone() {try {Prototype cloned = (Prototype) super.clone(); //这里只实现基础数据类型的拷贝，对于对象是没有进行深拷贝的cloned.data = new ArrayList<>(this.data); // 深拷贝引用对象 手动深拷贝return cloned;} catch (CloneNotSupportedException e) {throw new AssertionError();}}
}

使用场景

对象创建成本高

当对象初始化需要大量资源（如数据库连接、复杂计算）时，直接复制现有对象更高效。

例如：数据库配置对象、复杂的游戏角色对象。

避免重复初始化

当新对象与原对象差异较小时，直接克隆比重新构造更便捷。

例如：修改已有对象的少数属性生成新对象。

动态运行时对象生成

在运行时动态生成对象，无需依赖具体类。

例如：通过克隆预定义原型（如工具条按钮）生成新组件。

保护性拷贝

防止外部代码修改对象内部状态，返回对象的拷贝而非原始对象。

例如：不可变对象的防御性复制。

原型模式的优缺点

优点

减少对象创建开销，提升性能。

简化复杂对象的创建过程。

动态扩展对象行为（通过组合原型）。

缺点

深拷贝需手动处理引用对象（如集合、嵌套对象）。

每个类需实现 clone() 方法，增加代码复杂度。

总结

实际原型模式就是在我们需要创建大量对象的时候，为了节省重复创建对象时候的开销，所以用到了原型模式，他能帮我们快速，高效的创建重复对象