Prototype原型模式怎么實現

本篇內容介紹了“Prototype原型模式怎么實現”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

Prototype（原型模式）

Prototype（原型模式）屬于創建型模式，既不是工廠也不是直接 New，而是以拷貝的方式創建對象。

意圖：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這些原型創建新的對象。

舉例子

如果看不懂上面的意圖介紹，沒有關系，設計模式需要在日常工作里用起來，結合例子可以加深你的理解，下面我準備了三個例子，讓你體會什么場景下會用到這種設計模式。

做鑰匙

很顯然，為了房屋安全，要盡量做到一把鑰匙只能開一扇門，每把鑰匙結構都多多少少不一樣，卻又很相似，做鑰匙的人按照你給的鑰匙一模一樣做一個新的，這屬于什么模式呢？

兩種狀態表

當網站做不停機維護時，假設維護內容是給每個高級會員賬戶多打 100 元現金，現在需要改數據庫表。已知：

數據庫表有幾千萬條數據，其中高級會員有幾千位，為了方便調用已經緩存在中間層了，且數據庫對應 ID 更新后對應緩存也會更新。

幾千條數據修改語句執行完需要幾分鐘，這幾分鐘內無法接受用戶數據不同步的問題。

一種常見的做法是，我們生成一份高級會員列表的拷貝，代替數據庫緩存的結果，數據庫只要讀到對應會員 ID 就從拷貝列表中獲取，數據表新增一列狀態標志，操作完后這個拷貝移除，更新高級會員緩存。

但是如何生成高級會員列表拷貝呢？如果直接從幾千萬條用戶數據中重新查詢，會有較高的數據庫查詢成本。

模版組件

通用搭建系統中，我們可以將某個拖拽到頁面的區塊設置為 “模版”，這個模版可以作為一個新組件被重新拖拽到任意為止，實例化任意次。實際上，這是一種分段式復制粘貼，你會如何實現這個功能呢？

意圖解釋

解決上面問題的辦法都很簡單，就是基于已有對象進行復制即可，效率比 New 一個，或者工廠模式都要高。

意圖：用原型實例指定創建對象的種類，并且通過拷貝這些原型創建新的對象。

所謂原型實例，就是被選為拷貝模版的那個對象，比如做鑰匙例子中，你給老板的樣板鑰匙；兩種狀態表中的已有緩存高級會員列表；模版組件中選中的那個組件。然后，通過拷貝這些原型創建你想要的對象即可。

我們抽象思考一下，如果每把鑰匙都遵循 Prototype 接口，提供了 clone() 方法以復制自己，那就可以快速復制任意一把鑰匙。鑰匙工廠可無法解決每把鑰匙不一樣的問題，我們要的就是和某個鑰匙一模一樣的副本，復制一份鑰匙最簡單。

高級會員狀態表例子中，查詢數據庫的成本是高昂的，但如果僅僅復制已經查詢好的列表，時間可以忽略不計，因此最經濟的方案是直接復制，而不是通過工廠模式重新連接數據庫并執行查詢。

模版組件更是如此，我們根本沒有定義那么多組件實例的基類，只要每個組件提供一個 clone() 函數，就可以立即復制任意組件實例，這無疑是最經濟實惠的方案。

看到這里，你應該知道了，原型模式的精髓是對象要提供 clone() 方法，而這個 clone() 方法實現難度有高有低。

一般來說，原型模式的拷貝建議用深拷貝，畢竟新對象最好不要影響到舊對象，但是在深拷貝性能問題較大的情況下，可以考慮深淺拷貝結合，也就是將在新對象中，不會修改的數據使用淺拷貝，可能被修改的數據使用深拷貝。

結構圖

Client 是發出指令的客戶端，Prototype 是一個接口，描述了一個對象如何克隆自身，比如必須擁有 clone() 方法，而 ConcretePrototype 就是克隆具體的實現，不同對象有不同的實現來拷貝自身。

代碼例子

下面例子使用 typescript 編寫。

class Component implements Prototype {

  /**

   * 組件名

   */

  private name: string

  /**

   * 組件版本

   */

  private version: string

  /**

   * 拷貝自身

   */

  public clone = () => {

    // 構造函數省略了，大概就是傳遞 name 和 version

    return new Component(this.name, this.version)

  }

}

我們可以看到，實現了 Prototype 接口的 Component 必須實現 clone 方法，這樣任意組件在執行復制時，就可以直接調用 clone 函數，而不用關心每個組件不同的實現方式了。

從這就能看出，原型模式與 Factory 與 Builder 模式還是有類似之處的，在隱藏創建對象細節這一點上。

使用的時候，我們就可以這樣創建一個新對象：

const newComponent = oldComponent.clone()

這里有兩個注意點：一般來說，如果要二次修改生成的對象，不建議給 clone 函數加參數，因為這樣會導致接口的不一致。 我們可以為對象實例提供一些 set 函數進行二次修改。另外，clone 函數要考慮性能，就像前面說過的，可以考慮深淺拷貝結合的方式，同時要注意當對象存在引用關系甚至循環引用時，甚至不一定能實現拷貝函數。

弊端

每個設計模式必有弊端，但就像每一期都說的，有弊端不代表設計模式不好用，而是指在某種場景喜愛存在問題，我們只要規避這些場景，在合理的場景使用對應設計模式即可。

原型模式的弊端：

每個類都要實現 clone 方法，對類的實現是有一定入侵的，要修改已有類時，違背了開閉原則。

當類又調用了其他對象時，如果要實現深拷貝，需要對應對象也實現 clone 方法，整體鏈路可能會特別長，實現起來比較麻煩。

“Prototype原型模式怎么實現”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！