设计模式：原型

原型？

你可能会想到这一点：

或者甚至是这样的：

我很想写一篇关于 Prototype 这款游戏有多棒的文章。可惜我们系列文章是设计模式。所以我们就不多说了，先来聊聊Prototype设计模式。

今天你将学习：

• 原型模式的核心概念。
• 原型模式的简单实现。
• 使用原型模式的机会。
• 原型模式的优缺点。

定义

原型模式是一种创建型设计模式，它允许我们克隆对象而不必依赖于其底层类。

但是我们为什么要克隆对象呢？

嗯，在某些情况下你可能需要克隆一个对象：

• 懒惰：创建新对象可能很麻烦，你可能需要向构造函数传递一些参数，或者调用一些方法来设置某些字段。有时，直接克隆一个你想要的对象会更简单。
• 业务逻辑：有时，业务逻辑只需要克隆对象。例如，您正在开发一个地图应用，该应用会帮您找到使用汽车从 A 到 B 的最佳路径。程序可能会克隆该Car对象，然后让它们各自前往不同的路径，最终选择最佳路径。
• 防御性复制：假设你想返回某人Person当时的出生日期。明智的做法是Person先创建一个克隆，然后获取其出生日期，因为有极小的可能性会被其他代码修改。
• 快照：克隆允许您拥有对象的快照，从而创建一些您以后可以遍历的历史记录。

附言：克隆不同于复制。复制实际上分为两种类型：

• 浅复制：复制对象的引用。基本上，在复制过程中，你仍然在操作同一个对象实例。
• 深度复制：当你创建一个对象的全新实例时，副本会独立于原始对象存在。这基本上就是克隆，也是原型模式的前提。

问题

假设你正在开发一个博客平台，人们可以在这里创建和分享文章。有一天，你的产品负责人来找你，告诉你需要实现重复文章的功能。

你说这很简单，然后就开始工作了。

你想出了一个幼稚的解决方案：

class Article {
    public title;
    public body;
    private created_at;

    constructor(title, body, created_at){
        this.title = title;
        this.body = body;
        this.created_at = created_at;
    }

}

class Client {
    Article article;

    constructor(Article article){
        this.article = article;
    }

    public Article duplicate(){
        const clone = new Article();
        clone.title = this.article.title;
        clone.body = this.article.body;

    }

}

你看到问题了吗？

我们创建了一个新Article对象，并将标题和正文从初始对象复制到复制的对象，但是created_at字段怎么办？

我们不能简单地复制它，因为它是一个私有字段。一个解决方案是直接将其公开，但这不是好的做法。

另一个问题是，我们的客户端现在与Article类耦合在一起，如果我们想要复制另一个类的对象，我们将不得不再次创建整个过程，但针对不同的类。

我们可以做得更好。

解决方案

原型模式将克隆委托给实际对象。

但首先让我们为所有可克隆的对象创建一个通用接口。

interface Cloneable {
    public clone()
}

现在已经完成，让我们重构我们的Article类以使用这个接口。

class Article implements Cloneable {
    public title;
    public body;
    private created_at;

    constructor(title, body, created_at){
        this.title = title;
        this.body = body;
        this.created_at = created_at;
    }

    public clone(){
        const clone = new Article(this.title, this.body, this.created_at);

        return clone;
    }

}

我们的Article类现在有一个 clone 方法，它返回当前对象的克隆以供使用。

在我们的Client课堂上，我们可以简单地：

class Client {
    Article article;

    constructor(Article article){
        this.article = article;
    }

    public Article duplicate(){
        return this.article.clone();
    }

}

很简单，这就是原型模式的基本前提。记住，大多数编程语言已经实现了这个功能，所以你不必自己实现，但了解其底层工作原理还是很有好处的。

何时使用这种模式？

• 当客户端不需要依赖具体类来复制对象时，请使用原型模式。
• 当您想要限制仅在初始字段值上有所不同的子类的数量时，请使用该模式。

优点

• 您可以更方便地克隆对象。
• 您的客户端代码不必依赖于对象的具体类。
• 您可以摆脱重复的初始化代码，而只需简单地克隆对象即可。
• 你可以用继承的替代方案，不用创建一堆带有不同配置的类。只需创建一个类，然后每次复制它并应用不同的配置即可。

缺点

• 克隆复杂对象可能非常棘手并导致混乱的代码。

结论

这是迄今为止我们介绍的最简单的设计模式，但不要忘记：

“知己知彼，百战不殆”

更进一步，看看在您自己的项目中可以使用这种模式的方法。

今天你学到了：

• 原型模式。
• 原型模式的实现。
• 识别可以使用原型模式的机会。
• 这有优点也有缺点。

感谢阅读！

进一步阅读

如果你想了解更多关于设计模式的知识，我推荐你 读《深入设计模式》。这本书以一种有趣且引人入胜的方式，解释了 GoF 书中提到的所有 23 种设计模式。

我推荐的另一本书是 《Heads First 设计模式：大脑友好指南》，其中的解释有趣且易于阅读。