Java设计模式之原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式之一。

这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

原型模式适用于以下情况：

当创建对象的成本很高，而通过复制已有对象可以降低成本时，可以使用原型模式。
当需要避免对类进行多次实例化，而只是通过复制已有对象来创建新对象时，可以使用原型模式。
当需要动态地添加或删除对象时，可以使用原型模式。

在实现原型模式时，一般会使用原型接口或抽象类来定义克隆方法，并由具体的原型类实现该方法。通过调用克隆方法，我们可以复制原型对象并创建新的对象。

需要注意的是，在使用原型模式时，克隆出来的新对象与原型对象之间是独立的，它们不共享任何引用类型的成员变量。如果需要共享成员变量，可以考虑深拷贝或其他方式来实现。

原型模式中有三个登场角色：

原型角色：定义用于复制现有实例来生成新实例的方法；

java 复制代码

// 以贴主示例代码为例  
implements Cloneable   // 1.（抽象类或者接口）实现 java.lang.Cloneable 接口
public Shape clone();  // 2.定义复制现有实例来生成新实例的方法

具体原型角色：实现用于复制现有实例来生成新实例的方法

java 复制代码

public Shape clone() {// 2.实现复制现有实例来生成新实例的方法（也可以由超类完成）
    Shape clone = null;
    try {
        clone = (Shape) clone();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return clone;
}

使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例。

java 复制代码

private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<String, Shape>();//维护一个注册表
    public static void loadCache() {
    Circle circle = new Circle();
    circle.setId("1");
    shapeMap.put(circle.getId(),circle);

    Square square = new Square();
    square.setId("2");
    shapeMap.put(square.getId(),square);

    Rectangle rectangle = new Rectangle();
    rectangle.setId("3");
    shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
}
public static Shape getShape(String shapeId) {//提供一个获取新实例的方法
    Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);//提供一个找出正确实例原型的方法
    return (Shape) cachedShape.clone();//委托复制实例的方法生成新实例。
}