原型模式

原型模式是一种创建型设计模式，它允许通过复制现有对象来创建新对象，而无需使用构造函数。原型模式适用于对象的创建成本较高，或者对象的创建过程复杂的情况。

在原型模式中，有以下几个关键角色：

1. Prototype（原型）：声明了一个克隆自身的接口，可以通过该接口复制自身来创建新的对象。
2. ConcretePrototype（具体原型）：实现了 Prototype 接口，实现了克隆自身的方法。客户端可以通过调用 clone 方法来复制具体原型对象。

UML类图

Java示例代码

// Prototype 接口
interface Prototype {
    Prototype clone();
}

// 具体原型类
class ConcretePrototype implements Prototype {
    private int field1;

    public ConcretePrototype(int field1) {
        this.field1 = field1;
    }

    @Override
    public Prototype clone() {
        // 创建一个新的对象，并将当前对象的属性值复制给新对象
        return new ConcretePrototype(this.field1);
    }

    public int getField1() {
        return field1;
    }

    public void setField1(int field1) {
        this.field1 = field1;
    }
}

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建原型对象
        ConcretePrototype prototype = new ConcretePrototype(10);
    
        // 克隆原型对象
        ConcretePrototype clonedPrototype = (ConcretePrototype) prototype.clone();
    
        // 输出克隆对象的属性值
        System.out.println("Cloned Prototype Field1: " + clonedPrototype.getField1());
    }
}

适用场景

原型模式适用于以下场景：

1. 创建成本较高：当对象的创建成本较高，例如对象的初始化过程复杂或需要频繁的数据库或网络访问时，可以使用原型模式。通过复制现有对象来创建新对象，可以节省创建对象的时间和资源。
2. 需要避免使用构造函数：当对象的创建过程不能通过简单的构造函数完成，或者需要避免使用构造函数来创建对象时，可以使用原型模式。原型模式不需要使用构造函数来创建对象，而是通过复制现有对象来创建新对象。
3. 需要动态配置对象：当需要根据不同的配置来创建对象，但对象的类不变时，可以使用原型模式。原型模式允许通过修改原型对象的属性值来动态配置对象，从而创建具有不同配置的对象。
4. 需要保护对象的创建过程：当希望保护对象的创建过程，避免客户端直接访问对象的构造函数时，可以使用原型模式。通过将对象的创建过程封装在原型对象中，客户端无需知道具体的创建细节，从而保护了对象的创建过程。
5. 需要快速创建大量相似对象：当需要创建大量相似对象，并且对象的创建过程相对简单时，可以使用原型模式。原型模式允许通过复制现有对象来创建新对象，从而快速创建大量相似对象。

总的来说，原型模式适用于需要通过复制现有对象来创建新对象，并且需要节省创建对象的时间和资源的场景。它提供了一种灵活的方式来创建对象，同时降低了对象创建的成本。