原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，它允许你复制已有对象而无需使代码依赖它们所属的类。通常用于当创建对象的代价较高时，使用原型模式可以快速生成新对象。
以下是一个使用 Java 实现原型模式的示例：
示例：图形克隆
假设你正在开发一个图形编辑器，它允许用户绘制不同形状的图形（如圆形、矩形），并且你希望用户能够复制这些图形。
代码实现
- 创建
Shape抽象类：定义基本的图形属性和克隆方法。
java">public abstract class Shape implements Cloneable {private String id;protected String type;abstract void draw();public String getType() {return type;}public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}@Overridepublic Object clone() {Object clone = null;try {clone = super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}return clone;}
}
- 创建具体的图形类：如圆形和矩形。
java">public class Rectangle extends Shape {public Rectangle() {type = "Rectangle";}@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Rectangle");}
}public class Circle extends Shape {public Circle() {type = "Circle";}@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Circle");}
}
- 创建
ShapeCache类：用于存储和管理图形的原型对象。
java">import java.util.Hashtable;public class ShapeCache {private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<>();public static Shape getShape(String shapeId) {Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);return (Shape) cachedShape.clone();}// 模拟数据库的查询过程public static void loadCache() {Circle circle = new Circle();circle.setId("1");shapeMap.put(circle.getId(), circle);Rectangle rectangle = new Rectangle();rectangle.setId("2");shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);}
}
- 客户端代码：从缓存中获取并克隆图形对象。
java">public class PrototypePatternDemo {public static void main(String[] args) {// 加载缓存中的图形ShapeCache.loadCache();// 获取克隆的对象Shape clonedShape1 = ShapeCache.getShape("1");System.out.println("Shape : " + clonedShape1.getType());clonedShape1.draw();Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape("2");System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());clonedShape2.draw();}
}
输出结果
Shape : Circle
Drawing a Circle
Shape : Rectangle
Drawing a Rectangle
解释
在这个示例中，Shape 是一个抽象类，它实现了 Cloneable 接口，允许它的子类被克隆。Rectangle 和 Circle 是 Shape 的具体实现类。ShapeCache 类负责存储这些图形对象，并在需要时返回它们的克隆。
客户端通过调用 ShapeCache.getShape() 来获取图形的克隆，而不需要关心图形的具体实现或创建过程，这使得对象的复制过程更加简单和高效。
