原型模式

Posted 2020-11-28 ahao214

1、概述
原型模式：使用原型实例指定待创建对象的类型，并且通过复制这个原型来创建新的对象。

2、结构
建造者模式包含以下3个角色
(1)Prototype(抽象原型类)：它是声明克隆方法的接口，是所有具体原型类的公共父类，它可以是抽象类也可以是接口，甚至可以是具体实现类。
(2)ConcretePrototype(具体原型类)：它实现在抽象原型类中声明的克隆方法，在克隆方法中返回自己的一个克隆对象。
(3)Client(客户类)：在客户类中，让一个原型对象克隆自身从而创建一个新的对象，只需要直接实例化或通过工厂方法等方法创建一个原型对象，再通过调用该对象的克隆方法即可得到多个相同的对象。

3、浅克隆和深克隆
原型模式的克隆机制分为两种：浅克隆（Shallow Clone）和深克隆（Deep Clone）
(1)浅克隆
在浅克隆中，当原型对象被复制时，只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员变量并没有复制。
(2)深克隆
在深克隆中，除了对象本身被复制外，对象所包含的所有成员变量也将被复制。

4、优点
(1)当要创建的对象实例较为复杂时，使用原型对象可以简化对象的创建过程，通过复制一个已有实例可以提高新实例的创建效率。
(2)扩展性较好，由于在原型模式中提供了抽象原型类，在客户端可以针对抽象原型类进行编程，而将具体原型类写在配置文件中，增加或减少产品类对原有系统没有任何影响。
(3)原型模式提供了简化的创建结构，工厂方法模式常常需要有一个与产品类等级结构相同的工厂等级结构，而原型模式就不需要这样，原型模式中产品的复制是通过封装在原型类中的克隆方法实现的，无需专门的工厂类创建产品。
(4)可以使用深克隆的方法保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，以便在需要的时候使用，可辅助实现撤销操作。

5、缺点
(1)需要为每一个类配置一个克隆方法，而且克隆方法位于一个类的内部，当对已有的类进行改造时，需要修改源代码，违背了开闭原则。
(2)在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在多重的嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来可能会比较麻烦。

6、适用环境
(1)创建新对象成本较大，新对象可以通过复制已有对象来获得，如果是相似对象，则可以对其成员变量稍作修改。
(2)系统要保存对象的状态，而对象的状态变化较小。
(3)需要避免使用分层次的工厂类来创建分层次的对象，并且类的实例对象只有一个或很少的几个组合状态，通过复制原型对象得到新实例可能比使用构造函数创建一个新实例更加方便。

7、代码实例
https://github.com/ahao214/PrototypeSample