用原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這些原型創建新的對象。

原型模式是一種比較簡單的模式，也非常容易理解，實現一個接口，重寫一個方法即完成了原型模式。在實際應用中，原型模式很少單獨出現。經常與其他模式混用，他的原型類Prototype也常用抽象類來替代。

二、結構圖

原型模式主要用於對象的復制，它的核心是就是類圖中的原型類Prototype。Prototype類需要具備以下兩個條件：

• 實現Cloneable接口。在java語言有一個Cloneable接口，它的作用只有一個，就是在運行時通知虛擬機可以安全地在實現了此接口的類上使用clone方法。在java虛擬機中，只有實現了這個接口的類才可以被拷貝，否則在運行時會拋出CloneNotSupportedException異常。
• 重寫Object類中的clone方法。Java中，所有類的父類都是Object類，Object類中有一個clone方法，作用是返回對象的一個拷貝，但是其作用域protected類型的，一般的類無法調用，因此，Prototype類需要將clone方法的作用域修改為public類型。

三、實現

namespace DesignPatterns.Prototype
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> executors = new
 
 List<string>();
            executors.Add("張三");
            executors.Add("李四");

            Plan plan = new Plan();
            plan.SetName("重構前端登錄界面");
            plan.SetLevel(1);
            plan.SetStartdate(DateTime.Parse("2017-08-07"));
            plan.SetEnddate(DateTime.Parse(
 
"2017-08-09"));
            plan.SetExecutors(executors);

            Plan plan2 = plan.Clone();
            plan2.SetName("後端接口改造");
            plan2.SetLevel(2);
            plan2.SetStartdate(DateTime.Parse("2017-08-10"));
            plan2.SetEnddate(DateTime.Parse("2017-08-12"));

            Console.WriteLine("地址是否一樣？" + (plan == plan2));
            Console.WriteLine("plan.getName() == plan2.getName() " + (plan.GetName() == plan2.GetName()));
            Console.WriteLine("plan.getLevel() == plan2.getLevel() " + (plan.GetLevel() == plan2.GetLevel()));
            Console.WriteLine("plan.getStartdate() == plan2.getStartdate() " + (plan.GetStartdate() == plan2.GetStartdate()));
            Console.WriteLine("plan.getEnddate() == plan2.getEnddate() " + (plan.GetEnddate() == plan2.GetEnddate()));
            Console.WriteLine("plan.getExecutors() == plan2.getExecutors() " + (plan.GetExecutors() == plan2.GetExecutors()));
            Console.WriteLine("plan:" + plan.toString());
            Console.WriteLine("plan2:" + plan2.toString());

            //plan任務比較重，在給plan添加一個人
            executors.Add("王五");
            plan.SetExecutors(executors);

            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("地址是否一樣？" + (plan == plan2));
            Console.WriteLine("plan.getName() == plan2.getName() " + (plan.GetName() == plan2.GetName()));
            Console.WriteLine("plan.getLevel() == plan2.getLevel() " + (plan.GetLevel() == plan2.GetLevel()));
            Console.WriteLine("plan.getStartdate() == plan2.getStartdate() " + (plan.GetStartdate() == plan2.GetStartdate()));
            Console.WriteLine("plan.getEnddate() == plan2.getEnddate() " + (plan.GetEnddate() == plan2.GetEnddate()));
            Console.WriteLine("plan.getExecutors() == plan2.getExecutors() " + (plan.GetExecutors() == plan2.GetExecutors()));
            Console.WriteLine("plan:" + plan.toString());
            Console.WriteLine("plan2:" + plan2.toString());
        }
    }

    /**
 * 計劃
 * 【淺拷貝】
 */
    public class Plan
    {
        //計劃名稱
        private string _name;
        //任務級別
        private int _level;
        //開始時間
        private DateTime _startdate;
        //截止時間
        private DateTime _enddate;
        //執行人員
        private List<string> _executors = new List<string>();

        public Plan Clone()
        {
            return this;
        }

        public string GetName()
        {
            return _name;
        }

        public void SetName(string name)
        {
            this._name = name;
        }

        public DateTime GetStartdate()
        {
            return _startdate;
        }

        public void SetStartdate(DateTime startdate)
        {
            this._startdate = startdate;
        }

        public DateTime GetEnddate()
        {
            return _enddate;
        }

        public void SetEnddate(DateTime enddate)
        {
            this._enddate = enddate;
        }

        public List<string> GetExecutors()
        {
            return _executors;
        }

        public void SetExecutors(List<string> executors)
        {
            this._executors = executors;
        }

        public int GetLevel()
        {
            return _level;
        }

        public void SetLevel(int level)
        {
            this._level = level;
        }

        public string toString()
        {
            return "[name=" + _name + ", level=" + _level + ", startdate=" + _startdate + ", enddate=" + _enddate
                   + ", executors=" + _executors + "]";
        }
    }
}

四、適用場景

1、資源優化場景。

2、類初始化需要消化非常多的資源，這個資源包括數據、硬件資源等。

3、性能和安全要求的場景。

4、通過 new 產生一個對象需要非常繁瑣的數據準備或訪問權限，則可以使用原型模式。

5、一個對象多個修改者的場景。

6、一個對象需要提供給其他對象訪問，而且各個調用者可能都需要修改其值時，可以考慮使用原型模式拷貝多個對象供調用者使用。

7、在實際項目中，原型模式很少單獨出現，一般是和工廠方法模式一起出現，通過 clone 的方法創建一個對象，然後由工廠方法提供給調用者。

註意事項：與通過對一個類進行實例化來構造新對象不同的是，原型模式是通過拷貝一個現有對象生成新對象的。淺拷貝實現 Cloneable，重寫，深拷貝是通過實現 Serializable 讀取二進制流。

五、優缺點

優點：

　　1、對客戶端隱藏具體的實現類型：原型模式的客戶端，只知道原型接口的類型，並不知道具體的實現類型，從而減少了客戶端對這些具體實現類型的依賴。

　　2、在運行時動態改變具體的實現類型：原型模式可以在運行期間，由客戶來註冊符合原型接口的實現類型，也可以動態的改變具體的實現類型，看起來接口沒有任何變化，但其實運行的已經是另外一個類實例了。因為克隆一個原型就類似於實例化一個類。

缺點：

　　深度克隆方法實現會比較困難：原型模式最大的缺點就在於每個原型的子類都必須實現clone的操作，尤其在包含引用類型的對象時，clone方法會比較麻煩，必須要能夠遞歸的讓所有的相關對象都要正確的實現克隆。

參考：

http://www.cnblogs.com/JsonShare/p/7300124.html

http://www.runoob.com/design-pattern/prototype-pattern.html

歡迎閱讀本系列文章：Head First設計模式之目錄

Head First設計模式之原型模式