一文带你了解Java创建型设计模式之原型模式

什么是原型模式？

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，而无需通过实例化类来创建。这种模式通过克隆已有对象来创建新对象，从而避免了创建对象时的复杂初始化过程。

原型模式的实现方式

在Java中，实现原型模式通常需要满足以下两个条件：

1. 实现Cloneable接口：该接口是一个标记接口，用于指示对象可以进行克隆操作。
2. 重写clone()方法：在该方法中，通过调用super.clone()方法来创建对象的副本。

下面是一个示例代码，演示了如何使用原型模式创建对象：

public abstract class Shape implements Cloneable {
    private String id;
    protected String type;

    public abstract void draw();

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getType() {
        return type;
    }

    @Override
    public Object clone() {
        Object clone = null;
        try {
            clone = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}

public class Circle extends Shape {
    public Circle() {
        type = \"Circle\";
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println(\"Inside Circle::draw() method.\");
    }
}

public class Rectangle extends Shape {
    public Rectangle() {
        type = \"Rectangle\";
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println(\"Inside Rectangle::draw() method.\");
    }
}

public class Square extends Shape {
    public Square() {
        type = \"Square\";
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println(\"Inside Square::draw() method.\");
    }
}

public class ShapeCache {
    private static Map<String, Shape> shapeMap = new HashMap<>();

    public static Shape getShape(String shapeId) {
        Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
        return (Shape) cachedShape.clone();
    }

    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);

        Square square = new Square();
        square.setId(\"3\");
        shapeMap.put(square.getId(), square);
    }
}

public class PrototypePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeCache.loadCache();

        Shape clonedShape1 = ShapeCache.getShape(\"1\");
        System.out.println(\"Shape : \" + clonedShape1.getType());

        Shape clonedShape2 = ShapeCache.getShape(\"2\");
        System.out.println(\"Shape : \" + clonedShape2.getType());

        Shape clonedShape3 = ShapeCache.getShape(\"3\");
        System.out.println(\"Shape : \" + clonedShape3.getType());
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个抽象类Shape，它实现了Cloneable接口并重写了clone()方法。然后，我们创建了三个具体的形状类Circle、Rectangle和Square，它们都继承自Shape类并实现了draw()方法。我们还创建了一个ShapeCache类，用于缓存形状对象，并提供了getShape()方法来获取克隆的形状对象。最后，在PrototypePatternDemo类中，我们演示了如何使用原型模式来创建对象。

通过以上示例，您可以了解如何使用原型模式在Java中创建对象。原型模式可以帮助我们避免复杂的对象初始化过程，提高对象创建的效率和灵活性。