Прототип на Java

Паттерны проектирования / Порождающие паттерны

//Prototype
class Shape implements Cloneable  {
    public int lineCount;

    public Shape(int lineCount) {
        this.lineCount = lineCount;
    }

    public Shape clone() {
        try {
            return (Shape) super.clone();
        }
        catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
}

//ConcretePrototype
class Square extends Shape {
    public Square() {
        super(4);
    }
}

//Client
class ShapeMaker {
    private Shape shape;

    public ShapeMaker(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }

    public Shape makeShape() {
        return shape.clone();
    }
}

var square = new Square();
var maker = new ShapeMaker(square);

var square1 = maker.makeShape();
var square2 = (Square)maker.makeShape();

System.out.println("lineCount1 is " +
    square1.lineCount);
System.out.println("lineCount2 is " +
    square2.lineCount);

Описывает виды создаваемых объектов с помощью прототипа и создает новые объекты путем его копирования.

Задача. В графическом редакторе есть палитра готовых фигур, и у каждой свои цвет, размер и рамка. Когда пользователь перетаскивает фигуру на страницу, программа должна сделать точно такую же новую фигуру. Если код пользуется конструктором, ему приходится знать точный класс и вручную копировать каждую настройку. Тогда каждый новый вид фигуры меняет этот код.

Идея. Прототип - это готовый объект, который умеет себя копировать. У него один метод копирования, часто он называется clone. Клиент держит прототип и просит у него копии. Конкретный класс клиент не называет и не знает, какие поля копируются. Копия начинает с теми же данными, что у оригинала, а дальше два объекта живут независимо.

Как читать пример. Прототип - это фигура с одним значением, например цветом или числом сторон. В большинстве языков объект-клиент держит один прототип, а новые фигуры получает только одним способом - просит у него копию. Вывод показывает, что у копий то же значение, что у прототипа. Некоторые примеры показывают ещё, что копия - отдельный объект или что изменение копии не трогает прототип. В языках, где значения никогда не меняются, ничего не копируется: новый вариант - это тот же образец с одним изменённым полем.

Когда применять. Прототип нужен, когда объект дорого подготовить, а похожих объектов требуется много. Он помогает и тогда, когда класс создаваемого объекта становится известен только во время работы программы. Для простых объектов с немногими полями он ни к чему: конструктор проще.

Частая ошибка. Написать метод копирования только в базовом классе, так что он всегда создаёт базовый объект. Копия конкретного прототипа тогда теряет свой класс. Каждый конкретный прототип должен создавать объект своего класса.