5、原型模式
通过复制现有对象来创建新对象,避免从零开始构建,就像 "复印文件" 一样。
克隆的核心是复用现有对象状态

用 克隆熊猫 举例,秒懂原理
假设你有一只熊猫对象(属性:名字、年龄、毛色),想快速创建 10 只一模一样的熊猫:
不用原型模式: 每次 new 一个熊猫,手动设置所有属性(名字 ="盼盼",年龄 = 3 岁,毛色 = 黑白...),重复劳动。
用原型模式: 直接复制(克隆)已有的熊猫对象,新对象会继承所有属性,只需修改少数不同的地方(比如名字改成 "圆圆")。
原型模式的核心角色(3 步走)
- 原型(Prototype): 定义克隆自己的接口(如
clone()
方法)。 - 具体原型(Concrete Prototype): 实现克隆逻辑,比如熊猫类。
- 客户端(Client): 通过复制原型创建新对象。
为什么要用原型模式?
场景对比:
创建复杂对象时: 比如一个游戏角色有 100 个属性,从零创建容易出错,复制现有角色更高效。
需要多次创建相似对象时: 比如电商网站生成 100 个 "默认地址" 模板,复制比新建更快。
核心优势
- 减少重复初始化: 直接复制现有对象状态,比 new 对象后再设值更高效。
- 方便扩展对象类型: 新增角色时,只需复制现有原型并修改部分属性,无需修改创建逻辑。
- 隔离对象创建细节: 客户端不用知道对象如何构建,只需复制原型。
代码示例
java
// 1. 原型接口:实现Cloneable接口并覆盖clone方法
class Panda implements Cloneable {
private String name;
private int age;
private String color = "黑白"; // 共享属性,所有熊猫默认毛色相同
public Panda(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 克隆方法(浅拷贝)
@Override
protected Panda clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Panda) super.clone();
}
// setter/getter
public void setName(String name) { this.name = name; }
public String getName() { return name; }
public void setAge(int age) { this.age = age; }
public int getAge() { return age; }
public String getColor() { return color; }
}
// 2. 客户端:复制原型创建新对象
public class PrototypeDemo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 初始原型:熊猫"盼盼"
Panda original = new Panda("盼盼", 3);
// 克隆出熊猫"圆圆"
Panda clone1 = original.clone();
clone1.setName("圆圆");
clone1.setAge(2);
// 克隆出熊猫"团团"
Panda clone2 = original.clone();
clone2.setName("团团");
clone2.setAge(4);
// 输出结果
System.out.println("原型:" + original.getName() +
",年龄:" + original.getAge() +
",毛色:" + original.getColor());
System.out.println("克隆1:" + clone1.getName() +
",年龄:" + clone1.getAge() +
",毛色:" + clone1.getColor());
System.out.println("克隆2:" + clone2.getName() +
",年龄:" + clone2.getAge() +
",毛色:" + clone2.getColor());
}
}
深拷贝 vs 浅拷贝
- 浅拷贝: 只复制对象本身,不复制其引用的对象(如上面的
clone()
方法)。
→ 若原型中有数组或集合,克隆对象会和原型共享该数据,修改会互相影响。 - 深拷贝: 递归复制所有引用的对象(需手动实现)。
→ 如序列化对象后再反序列化,确保克隆对象完全独立。
- 原型模式和工厂模式的区别
- 工厂模式:根据参数 "新建" 对象(从无到有)。
- 原型模式:根据现有对象 "复制" 新对象(从有到有)。
- 实际场景举例
- 游戏中复制 NPC:怪物、NPC 的属性通过复制原型快速生成。
- Spring 框架中的
Bean
复制:通过BeanUtils.cloneBean()
复制对象。