一、什麽是Prototype模式？

在編程中，我們可以使用new關鍵字指定類名來生成類的實例，但是有時候也會有不指定類名的前提下生成實例。因為有時候對象種類繁多，無法將它們整合到一個類中；或者，生成實例的過程過於復雜，難以根據類生成實例；又或者，想要將類與框架解耦。這時，為了能夠在不使用類名的情況下生成實例，可以使用Prototype模式，Prototype模式又叫原型模式，專門做一些“復制”的操作。

二、Prototype模式思想

Client負責調用Prototype接口生成實例，具體的實例生成的過程交給ConcretePrototype實現類，那麽在Client調用Prototype這整個過程中都沒有涉及ConcretePrototype類名。

三、具體實例

假設現在要做一個功能，將字符串放入方框中顯示，或者加上下劃線等操作。

1、Manager類

package com.cjs.Prototype;
 
import java.util.HashMap;
 
public class Manager {
    private HashMap showCase = new HashMap();
    public void register(String name, Product proto) {
        showCase.put(name, proto);
    }
 
    public Product create(String protoName) {
        Product product 
 
= (Product) showCase.get(protoName);
        return product.createClone();
    }
}

Manager類定義了兩個方法，一個用於註冊類，另一個是根據關鍵信息創建實例。

2、Product類

package com.cjs.Prototype;
 
public abstract class Product implements Cloneable {
    public abstract void use(String s);
 
    public final Product createClone() {
        Product product 
 
= null;
 
        try {
            product = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
 
        return product;
    }
}

Product類定義了一個抽象方法use，用於讓子類實現時擁有個性的行為；還有一個被final修飾的createClone方法，用於復制類，生成實例，這裏用到了Template Method模式。

3、UnderlinePen類

package com.cjs.Prototype;
 
public class UnderlinePen extends Product {
    private char ulchar;
 
    public UnderlinePen(char ulchar) {
        this.ulchar = ulchar;
    }
 
    @Override
    public void use(String s) {
        int length = s.getBytes().length;
        System.out.println("\"" + s + "\"");
        System.out.print(" ");
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            System.out.print(ulchar);
        }
        System.out.println("");
    }
}

4、MessageBox類

package com.cjs.Prototype;
 
public class MessageBox extends Product {
    private char decochar;
 
    public MessageBox(char decochar) {
        this.decochar = decochar;
    }
 
    @Override
    public void use(String s) {
        int length = s.getBytes().length;
        for (int i = 0; i < length + 4; i++) {
            System.out.print(decochar);
        }
        System.out.println("");
        System.out.println(decochar + " " + s + " " + decochar);
        for (int i = 0; i < length + 4; i++) {
            System.out.print(decochar);
        }
        System.out.println();
    }
}

5、Main類

package com.cjs.Prototype;
 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Manager manager = new Manager();
        UnderlinePen underlinePen = new UnderlinePen(‘~‘);
        System.out.println("main underlinePen‘s hashCode = " + underlinePen.hashCode());
        MessageBox messageBox1 = new MessageBox(‘*‘);
        System.out.println("main messageBox1‘s hashCode = " + messageBox1.hashCode());
        MessageBox messageBox2 = new MessageBox(‘/‘);
        System.out.println("main messageBox2‘s hashCode = " + messageBox1.hashCode());
        manager.register("strong message", underlinePen);
        manager.register("warning box", messageBox1);
        manager.register("slash box", messageBox2);
 
        Product p1 = manager.create("strong message");
        System.out.println("Prototype p1‘s hashCode = " + p1.hashCode());
        Product p2 = manager.create("warning box");
        System.out.println("Prototype p2‘s hasCode = " + p2.hashCode());
        Product p3 = manager.create("slash box");
        System.out.println("Prototype p3‘s hasCode = " + p2.hashCode());
 
        p1.use("hello world");
        p2.use("hello world");
        p3.use("hello world");
    }
}

輸出結果：

Main類裏面對於每個生成的實例都打印出它們的hashCode，從Console窗口可以看出，即使是復制出來的實例，它們都不是同一個對象。在整個創建實例的過程中，除了一開始註冊的時候用到了類名，其余的只用到了關鍵字，如“strong message”，“warning box”等，就可以創建對應的實例對象。

四、Prototype的作用

1、對象種類繁多，實現功能類似，使用Prototype模式可以便於源程序的管理，合理減少了類的數量；

2、在難以根據類生成實例的時候，有時候需要創建的類非常復雜，如果經常需要用到此類的對象，那麽每次創建的時候會非常繁瑣，相反，通過實例生成實例的方式會簡單得多。

3、解耦

前面也提過很多次，一旦在某個類文件使用了一個類名來創建實例對象，那麽這個類文件就跟使用的這個類具有高度的耦合性，特別是如果框架也這麽做，那麽這個框架就只適用某些類。

GOF設計模式——Prototype模式