类图+案例+代码详解：软件设计模式----原型模式
5、原型模式
通过复制现有对象来创建新对象，避免从零开始构建，就像 “复印文件” 一样。
克隆的核心是复用现有对象状态
用 克隆熊猫 举例，秒懂原理
假设你有一只熊猫对象（属性：名字、年龄、毛色），想快速创建 10 只一模一样的熊猫：
不用原型模式： 每次 new 一个熊猫，手动设置所有属性（名字 =“盼盼”，年龄 = 3 岁，毛色 = 黑白…），重复劳动。
用原型模式： 直接复制（克隆）已有的熊猫对象，新对象会继承所有属性，只需修改少数不同的地方（比如名字改成 “圆圆”）。
原型模式的核心角色（3 步走）
- 原型（Prototype）： 定义克隆自己的接口（如
clone()方法）。 - 具体原型（Concrete Prototype）： 实现克隆逻辑，比如熊猫类。
- 客户端（Client）： 通过复制原型创建新对象。
为什么要用原型模式？
场景对比：
创建复杂对象时： 比如一个游戏角色有 100 个属性，从零创建容易出错，复制现有角色更高效。
需要多次创建相似对象时： 比如电商网站生成 100 个 “默认地址” 模板，复制比新建更快。
核心优势
- 减少重复初始化： 直接复制现有对象状态，比 new 对象后再设值更高效。
- 方便扩展对象类型： 新增角色时，只需复制现有原型并修改部分属性，无需修改创建逻辑。
- 隔离对象创建细节： 客户端不用知道对象如何构建，只需复制原型。
代码示例
// 1. 原型接口：实现Cloneable接口并覆盖clone方法
class Panda implements Cloneable {private String name;private int age;private String color = "黑白"; // 共享属性，所有熊猫默认毛色相同public Panda(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}// 克隆方法（浅拷贝）@Overrideprotected Panda clone() throws CloneNotSupportedException {return (Panda) super.clone();}// setter/getterpublic void setName(String name) { this.name = name; }public String getName() { return name; }public void setAge(int age) { this.age = age; }public int getAge() { return age; }public String getColor() { return color; }
}// 2. 客户端：复制原型创建新对象
public class PrototypeDemo {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {// 初始原型：熊猫“盼盼”Panda original = new Panda("盼盼", 3);// 克隆出熊猫“圆圆”Panda clone1 = original.clone();clone1.setName("圆圆");clone1.setAge(2);// 克隆出熊猫“团团”Panda clone2 = original.clone();clone2.setName("团团");clone2.setAge(4);// 输出结果System.out.println("原型：" + original.getName() + "，年龄：" + original.getAge() + "，毛色：" + original.getColor());System.out.println("克隆1：" + clone1.getName() + "，年龄：" + clone1.getAge() + "，毛色：" + clone1.getColor());System.out.println("克隆2：" + clone2.getName() + "，年龄：" + clone2.getAge() + "，毛色：" + clone2.getColor());}
}
深拷贝 vs 浅拷贝
- 浅拷贝： 只复制对象本身，不复制其引用的对象（如上面的
clone()方法）。
→ 若原型中有数组或集合，克隆对象会和原型共享该数据，修改会互相影响。 - 深拷贝： 递归复制所有引用的对象（需手动实现）。
→ 如序列化对象后再反序列化，确保克隆对象完全独立。
- 原型模式和工厂模式的区别
- 工厂模式：根据参数 “新建” 对象（从无到有）。
- 原型模式：根据现有对象 “复制” 新对象（从有到有）。
- 实际场景举例
- 游戏中复制 NPC：怪物、NPC 的属性通过复制原型快速生成。
- Spring 框架中的
Bean复制：通过BeanUtils.cloneBean()复制对象。