原型模式

亦称： 克隆、Clone、Prototype

1. 简介

原型模式是一种创建型设计模式, 使你能够复制已有对象, 而又无需使代码依赖它们所属的类。

2. 模拟场景

假设要实现一个上机考试抽题的服务，需要在里面场景一个题库的场景类信息，包括选择题。
你需要新建一个属于相同类的题对象。但有个小问题。并非所有对象都能通过这种方式进行复制, 因为有些对象可能拥有私有成员变量, 它们在对象本身以外是不可见的。
直接复制还有另外一个问题。因为你必须知道对象所属的类才能创建复制品, 所以代码必须依赖该类。即使你可以接受额外的依赖性, 那还有另外一个问题： 有时你只知道对象所实现的接口, 而不知道其所属的具体类, 比如可向方法的某个参数传入实现了某个接口的任何对象。

3. 解决方案

原型模式将克隆过程委派给被克隆的实际对象。模式为所有支持克隆的对象声明了一个通用接口, 该接口让你能够克隆对象, 同时又无需将代码和对象所属类耦合。通常情况下, 这样的接口中仅包含一个 克隆方法。 所有的类对 克隆方法的实现都非常相似。该方法会创建一个当前类的对象, 然后将原始对象所有的成员变量值复制到新建的类中。你甚至可以复制私有成员变量, 因为绝大部分编程语言都允许对象访问其同类对象的私有成员变量。 支持克隆的对象即为原型。当你的对象有几十个成员变量和几百种类型时, 对其进行克隆甚至可以代替子类的构造。

总结

原型是一种创建型设计模式, 使你能够复制对象, 甚至是复杂对象, 而又无需使代码依赖它们所属的类。
所有的原型类都必须有一个通用的接口, 使得即使在对象所属的具体类未知的情况下也能复制对象。原型对象可以生成自身的完整副本, 因为相同类的对象可以相互访问对方的私有成员变量。

4. Java中的例子

java.lang.Object#clone() (类必须实现 java.lang.Cloneable 接口)