原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，它使得一个对象可以复制自身，从而创建一个与自己属性一致的新对象。这种模式特别适用于对象的创建成本高或者创建过程复杂的情况，通过复制现有的对象来生成新对象，可以提高效率。
原型模式的主要角色：
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Prototype（抽象原型类）：这是一个抽象类，声明克隆自身的接口。
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ConcretePrototype（具体原型类）：实现抽象原型类，完成克隆自身的具体操作。
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Client（客户）：使用具体原型类中实现的克隆方法创建对象。
原型模式的实现步骤：
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定义原型接口：通常包含一个克隆自身的方法。
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实现具体原型类：实现原型接口，并提供克隆自身的具体实现。
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创建客户端代码：使用具体原型类的对象，并调用其克隆方法来创建新对象。
原型模式的代码示例（Java）：
// 抽象原型类
public interface Prototype {
Prototype clone() throws CloneNotSupportedException;
}
// 具体原型类
public class ConcretePrototype implements Prototype {
private String field;
public ConcretePrototype(String field) {
this.field = field;
}
@Override
public Prototype clone() {
try {
ConcretePrototype cloned = (ConcretePrototype) super.clone();
// 深克隆时，需要复制所有属性
cloned.field = new String(this.field);
return cloned;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public String getField() {
return field;
}
public void setField(String field) {
this.field = field;
}
}
// 客户端代码
public class PrototypePatternDemo {
public static void main(String[] args) {
ConcretePrototype original = new ConcretePrototype("Original Object");
ConcretePrototype cloned = null;
try {
cloned = (ConcretePrototype) original.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Original: " + original.getField());
System.out.println("Cloned: " + cloned.getField());
}
}
原型模式的特点：
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复制对象：原型模式允许一个对象复制自身，创建一个与自己属性一致的新对象。
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性能：在创建对象成本高的情况下，原型模式可以提高效率。
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深克隆与浅克隆：原型模式可以实现深克隆（复制所有属性）和浅克隆（只复制引用）。
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扩展性：原型模式允许在运行时动态增加对象。
原型模式的使用场景：
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资源消耗大的对象创建：当对象创建需要消耗大量资源时，可以使用原型模式。
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性能要求高的场景：原型模式可以减少对象创建的时间，提高性能。
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对象的复制：需要对象复制功能，且复制过程需要用户自定义时。
原型模式是一种简单而强大的设计模式，它通过复制现有对象来创建新对象，适用于多种需要对象复制的场景。