原型模式

关于与「原型模式」標題相近或相同的条目，請見「基于原型编程」。

原型模式是创建型模式的一种^[1]:117，其特点在于通过「复制」一个已经存在的实例来返回新的实例,而不是新建实例。被复制的实例就是我们所称的「原型」，这个原型是可定制的。

描述原型设计模式的UML类图

原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命名不一样的同类数据。

结构

原型模式的样例UML类图和序列图。

在上面的UML类图中，Client类提及Prototype接口来克隆一个Product。Product1类通过创建自身复本来实现Prototype接口。

UML序列图展示了运行时交互：Client对象调用clone()于prototype:Product1对象之上，它创建并返回自身的一个复本（product:Product1对象）。

示例

Java

下面是Java例子：

/** Prototype Class **/
public class Cookie implements Cloneable {
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //In an actual implementation of this pattern you would now attach references to
        //the expensive to produce parts from the copies that are held inside the prototype.
        return (Cookie) super.clone();
    }
}
 
/** Concrete Prototypes to clone **/
public class CoconutCookie extends Cookie { }
 
/** Client Class**/
public class CookieMachine {
    private Cookie cookie;//cookie必须是可复制的
   
    public CookieMachine(Cookie cookie) { 
         this.cookie = cookie; 
    } 

    public Cookie makeCookie() {
        try {
            return (Cookie) cookie.clone();
        }
        catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    } 
 
    public static void main(String args[]){ 
        Cookie tempCookie =  null; 
        Cookie prot = new CoconutCookie(); 
        CookieMachine cm = new CookieMachine(prot); //设置原型
        for(int i=0; i<100; i++) 
            tempCookie = cm.makeCookie();//通过复制原型返回多个cookie 
    } 
}

Python

下面是Python例子：

import copy

class Prototype():
    def clone(self): 
        return copy.copy(self)

class Product(Prototype):
   def __init__(self, number=0, **kwargs):
       self.number = number
       for key, value in kwargs.items():
           self.__dict__[key] = value

class ProductCreator():
    def __init__(self, proto):
        self.proto = proto
        self.number = proto.number
    def __call__(self):
        self.number += 1
        r = self.proto.clone()
        r.number = self.number
        return r
     
product0 = Product()
product_creator = ProductCreator(product0)
products = [product0]
for i in range(1, 20):
    products += [product_creator()]

参见

• 函数原型