设计模式之原型模式

通过复制生成实例，包括深拷贝和浅拷贝。

摘录：《图解设计模式》书籍

在 Prototype模式中有以下登场角色。

Prototype（原型）
Product角色负责定义用于复制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。

参考案例：https://www.jianshu.com/p/1939fbe5dfdb
我们先定义一个接口，Product接口，这个接口是复制功能的接口，继承了cloneable接口

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

createClone是用来复制实例的方法，use方法是用来使用实例方法的。这些方法具体都交给子类去实现。

我们实现一个具体的子类，MessageBox，它的作用是可以给字符创添加类似方框的边界的图案。
这个类实现了product接口，createClone是用于复制自己，生成一个新的一模一样的实例，也就是原型模式的思想。use方法将结果显示出来。

public class MessageBox implements Product {
    private char decochar;
    public MessageBox(char decochar) {
        this.decochar = decochar;
    }
    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("");
    }
    public Product createClone() {
        Product p = null;
        try {
            p = (Product)clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

同样的我们实现可以给字符串添加下划线的类UnderlinePen
这个类同样实现了product接口，并且可以复制自己生成一个新的实例。

public class UnderlinePen implements Product {
    private char ulchar;
    public UnderlinePen(char ulchar) {
        this.ulchar = ulchar;
    }
    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("");
    }
    public Product createClone() {
        Product p = null;
        try {
            p = (Product)clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return p;
    }
}

最后我们新建一个管理类Manager来管理这些对象的创建，复制和使用。
Manager类中有一个map字段，用来存储product对象。create方法根据对象的名字在map找到对象的实例，然后调用实例的createClone方法，从而复制出一个实例。

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();
    }
}

我们来测试一下：

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：

单例模式多次调用hashcode是相同的。
原型模式多次调用hashcode是不同的。