【图解设计模式】Prototype模式

不根据类来生成实例，而是根据实例来生成新实例。

在开发过程中，有时候也会有“在不指定类名的前提下生成实例”的需求。例如，在以下情况下，就不能根据类来生成实例，而要根据现有的实例来生成新的实例。

(1) 对象种类繁多，无法将它们整合到一个类中时
(2) 难以根据类生成实例时
(3) 想解耦框架与生成的实例时

在Java语言中，可以使用clone创建出实例的副本。

示例

将字符串放入方框中显示出来或是加上下划线显示出来。

Product接口

package framework;

public interface Product extends Cloneable {
    public abstract void use(String s);
    public abstract Product createClone();
}

Manager类

package framework;

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 p = (Product) showcase.get(protoname);
        return p.createClone();
    }
}

MessageBox类

import framework.Product;

public class MessageBox implements 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("");
    }

    @Override
    public Product createClone() {
        Product p = null;

        try {
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return p;
    }
}

UnderlinePen类

import framework.Product;

public class UnderlinePen implements 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("");
    }

    @Override
    public Product createClone() {
        Product p = null;

        try {
            p = (Product) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return p;
    }
}

Main类

import framework.Manager;
import framework.Product;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Manager manager = new Manager();
        UnderlinePen upen = new UnderlinePen('~');
        MessageBox mbox = new MessageBox('*');
        MessageBox sbox = new MessageBox('/');
        manager.register("strong message", upen);
        manager.register("warning box", mbox);
        manager.register("slash box", sbox);

        Product p1 = manager.create("strong message");
        p1.use("Hello, world.");
        Product p2 = manager.create("warning box");
        p2.use("Hello, world.");
        Product p3 = manager.create("slash box");
        p3.use("Hello, world.");
    }
}

运行结果

"Hello, world."
 ~~~~~~~~~~~~~
*****************
* Hello, world. *
*****************
/////////////////
/ Hello, world. /
/////////////////

登场角色

Prototype（原型）

Prototype角色负责定义用于赋值现有实例来生成新实例的方法。在示例程序中，由Product接口扮演此角色。

ConcretePrototype（具体的原型）

ConcretePrototype角色负责实现复制现有实例并生成新实例的方法。在示例程序中，由MessageBox类和UnderlinePen类扮演此角色。

Client（使用者）

Client角色负责使用复制实例的方法生成新的实例。在示例程序中，由Manager类扮演此角色。

示例