設計模式（四） 原型模式（Prototype）

1.定義

原型模式屬於一種創建型模式，與其他創建型模式不同，原型模式不是直接構造對象，而是通過複製一個已經存在的實例返回新的實例。

2.適用性

爲何要拷貝而不直接生成？有些時候直接構造實例花費比較大，比如在構造對象的時候需要做大量的數據庫查詢，這樣如果構造許多類似的對象還重複地查詢數據庫則開銷很大，很沒效率。此外，此類型的實例屬性都相同。這樣直接拷貝現有的實例，在需要情況下做一些小的修改會顯得高效許多。

3.結構

• Prototype: 聲明一個克隆自身的接口
• ConcretePrototype:實現一個克隆自身的操作
• Client : 讓一個原型克隆自身從而創建一個新的對象

從上圖我們可以看出，原型模式中無論Prototype還是ConcretePrototype都提供有一個Clone()方法，方便拷貝自身返回新的實例。而Client類中註冊有一個Prototype對象，方便Client從prototype克隆對象。

4.舉例說明

Cookie定義了一個抽象的Prototype，ChocolateCookie和MilkCookie分別是ConcretePrototype，CookieManager是Client，ManageCookies是測試類。

Cookie.java:

package com.andy.designpattern.prototype;

public class Cookie implements Cloneable {
	protected String name;
	public Cookie() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		name = "Cookie";
	}
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return (Cookie)super.clone();
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
}

ChocolateCookie.java:

package com.andy.designpattern.prototype;

public class ChocolateCookie extends Cookie {
	public ChocolateCookie() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.name = "ChocolateCookie";
	}
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return (ChocolateCookie)super.clone();
	}
}

MilkCookie.java:

package com.andy.designpattern.prototype;

import java.util.jar.Attributes.Name;

public class MilkCookie extends Cookie {
	public MilkCookie(){
		this.name = "MilkCookie";
	}
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return (MilkCookie)super.clone();
	}
}

CookieMachine.java:

package com.andy.designpattern.prototype;

public class CookieMachine {
	private Cookie cookie;
	public Cookie makeCookie(Cookie cookie) throws CloneNotSupportedException{
		return (Cookie)cookie.clone();
	}
}

ManageCookies.java:

package com.andy.designpattern.prototype;

public class ManageCookies {
	public static void main(String[] args) {
		CookieMachine machine = new CookieMachine();
		try {
			System.out.println(machine.makeCookie(new MilkCookie()).getName());
			System.out.println(machine.makeCookie(new ChocolateCookie()).getName());
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

5.效果

Prototype與Abstract Factory和Builder一樣，對用戶隱藏了產品類，減少了客戶知道的名字的數目。

優點：

1. 可以再運行時刻增加和刪除產品，這一點使原型模式比其他的創建型模式更加靈活
2. 減少子類的構造，有些時候可以節省不少資源
3. 用類動態配置應用，一些運行時刻環境允許你動態將類裝在到應用中

缺點：

每一個Prototype子類都必須實現Clone操作，有時候會有些困難。比如，當所考慮的類已經存在時就難以增加Clone操作；當內部包括一些不支持拷貝或者有循環引用的對象時，實現克隆可能也會很困難。