【设计模式】原型模式

原型模式就像“细胞分裂”或“复印机”：当你需要创建一个新对象时，不是通过 new 重新构造，而是复制一个现有对象（原型），再修改细节。核心是 clone() 方法，类似“复制粘贴”，能快速生成新对象，避免重复初始化开销。

案例代码：基本实现

// 1. 实现 Cloneable 接口（标记可克隆）
class Shape implements Cloneable {
    private String type;
    
    public Shape(String type) {
        this.type = type;
    }

    // 2. 重写 clone() 方法（浅拷贝）
    @Override
    public Shape clone() {
        try {
            return (Shape) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }

    public String getType() { return type; }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circlePrototype = new Shape("Circle");
        
        // 克隆一个新对象（而非 new）
        Shape newCircle = circlePrototype.clone();
        System.out.println(newCircle.getType()); // 输出: Circle
    }
}

应用场景案例：缓存预加载配置
场景：系统启动时预加载配置模板，后续直接克隆配置，避免重复读取文件或数据库。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 配置类（支持深拷贝）
class AppConfig implements Cloneable {
    private Map<String, String> settings = new HashMap<>();

    public void setSetting(String key, String value) {
        settings.put(key, value);
    }

    public String getSetting(String key) {
        return settings.get(key);
    }

    @Override
    public AppConfig clone() {
        try {
            AppConfig copy = (AppConfig) super.clone();
            // 深拷贝：手动复制引用对象（如 Map）
            copy.settings = new HashMap<>(this.settings);
            return copy;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
}

// 配置缓存池
class ConfigCache {
    private static Map<String, AppConfig> cache = new HashMap<>();

    static {
        // 初始化时加载默认配置
        AppConfig defaultConfig = new AppConfig();
        defaultConfig.setSetting("theme", "dark");
        defaultConfig.setSetting("font", "Arial");
        cache.put("default", defaultConfig);
    }

    public static AppConfig getConfig(String key) {
        return cache.get(key).clone(); // 返回克隆副本
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取配置克隆（避免修改影响缓存中的原型）
        AppConfig userConfig = ConfigCache.getConfig("default");
        userConfig.setSetting("theme", "light"); // 修改不影响原配置
        
        System.out.println(userConfig.getSetting("theme")); // 输出: light
        System.out.println(ConfigCache.getConfig("default").getSetting("theme")); // 输出: dark
    }
}