原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，它通过复制现有的实例来创建新对象，而不是通过实例化类来创建对象。这个模式允许你创建对象时避免复杂的初始化步骤，并且能够动态地创建对象的副本。

原型模式的关键点

1. 原型接口：声明一个clone方法，用于复制对象。
2. 具体原型类：实现原型接口并实现clone方法，通常使用Object类的clone方法来进行浅复制。
3. 客户端：通过调用原型对象的clone方法来创建新的对象。

原型模式的优点

• 避免重复初始化：可以通过复制一个现有对象来创建新对象，而不需要重新进行复杂的初始化。
• 动态创建对象：可以在运行时动态决定创建的对象类型。
• 减少子类数量：通过克隆机制可以减少对象创建时需要的子类数量。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;// 原型接口
abstract class Shape implements Cloneable {private String id;protected String type;abstract void draw();public String getType(){return type;}public String getId() {return id;}public void setId(String id) {this.id = id;}// 实现Cloneable接口的clone方法public Object clone() {Object clone = null;try {clone = super.clone();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}return clone;}
}// 具体原型类：圆形
class Circle extends Shape {public Circle(){type = "Circle";}@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Circle");}
}// 具体原型类：正方形
class Square extends Shape {public Square(){type = "Square";}@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a Square");}
}// 原型管理器
class ShapeCache {private static Map<String, Shape> shapeMap = new HashMap<String, Shape>();public static Shape getShape(String shapeId) {Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);return (Shape) cachedShape.clone();}// 对每种形状都运行数据库查询，并创建该形状// shapeMap.put(shapeKey, shape);// 例如，我们要添加三种形状public static void loadCache() {Circle circle = new Circle();circle.setId("1");shapeMap.put(circle.getId(), circle);Square square = new Square();square.setId("2");shapeMap.put(square.getId(), square);}
}// 客户端代码
public class PrototypePatternDemo {public static void main(String[] args) {ShapeCache.loadCache();Shape clonedShape1 = (Shape) ShapeCache.getShape("1");System.out.println("Shape : " + clonedShape1.getType());clonedShape1.draw();Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());clonedShape2.draw();}
}

示例说明

1. Shape类：作为原型接口，定义了一个clone方法用于复制对象，并且包含了id和type属性。
2. Circle和Square类：具体原型类，实现了Shape类，并实现了draw方法。
3. ShapeCache类：原型管理器，负责存储和访问原型对象。loadCache方法用于预加载一些原型对象到缓存中。
4. PrototypePatternDemo类：客户端代码，通过ShapeCache来获取复制的对象，并调用其方法。

这种模式在需要频繁创建相似对象的场景中非常有用，比如游戏开发中的对象生成、复杂对象的初始化等。通过原型模式，可以极大地提高对象创建的效率并减少重复代码。