23种设计模式-创建型模式之原型模式（Java版本）

Java 原型模式（Prototype Pattern）详解

🧬 什么是原型模式？

原型模式用于通过复制已有对象的方式创建新对象，而不是通过 new 关键字重新创建。

核心是：通过克隆（clone）已有对象，以便快速创建多个相似对象。

🧠 使用场景

• 创建对象成本较高（如数据库连接、大对象）
• 想避免重复初始化
• 希望对象可以被“快速复制”

🏗️ 模式结构

• Prototype（原型接口）
• ConcretePrototype（具体原型）
• Client（客户端）

✅ 示例：克隆简历

原型接口

public interface Prototype extends Cloneable {
    Prototype clone();
}

具体原型类

    private String name;
    private String gender;
    private String experience;

    public Resume(String name, String gender, String experience) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.experience = experience;
    }

    public void setExperience(String experience) {
        this.experience = experience;
    }

    @Override
    public Prototype clone() {
        try {
            return (Prototype) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new RuntimeException("Clone failed", e);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Resume [name=" + name + ", gender=" + gender + ", experience=" + experience + "]";
    }
}

客户端调用

    public static void main(String[] args) {
        Resume resume1 = new Resume("Alice", "Female", "3 years at Google");
        Resume resume2 = (Resume) resume1.clone();
        resume2.setExperience("5 years at Amazon");

        System.out.println(resume1);
        System.out.println(resume2);
    }
} 

🔍 深拷贝 vs 浅拷贝

• 浅拷贝：拷贝对象本身，引用类型仍指向同一内存
• 深拷贝：连引用对象也一并复制，互不影响

🧩 优点

• 避免重复初始化，提升性能

• 简化对象创建过程

• 可动态添加新对象，不需依赖类结构

⚠️ 缺点

• 深拷贝实现复杂

• 涉及对象引用时需小心内存问题

• clone 方法较隐蔽，不如构造器直观

✅ 使用建议

• 当需要频繁创建结构相似对象，或者对象构建代价大时（如图形编辑器中的图形、工作流节点等），原型模式是高效之选