原型模式
适用场景：
原型模式主要解决的问题就是创建重复对象，⽽而这部分 对象 内容本身⽐比较复杂，生成过程可能从库或者
RPC接口中获取数据的耗时较长，因此采⽤用克隆的方式节省时间。原型模式主要解决的问题就是创建⼤大量量重复的类，
案例：实现一个上机考试抽题的服务，因此在这里建造一个题库题目的场景类信息，用于创建； 选择
题 、 问答题 。
场景描述
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选择题
/** * 单选题 */ public class ChoiceQuestion { private String name; // 题目 private Map<String, String> option; // 选项；A、B、C、D private String key; // 答案；B public ChoiceQuestion() { } public ChoiceQuestion(String name, Map<String, String> option, String key) { this.name = name; this.option = option; this.key = key; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Map<String, String> getOption() { return option; } public void setOption(Map<String, String> option) { this.option = option; } public String getKey() { return key; } public void setKey(String key) { this.key = key; } }-
问答题
/** * 解答题 */ public class AnswerQuestion { private String name; // 问题 private String key; // 答案 public AnswerQuestion() { } public AnswerQuestion(String name, String key) { this.name = name; this.key = key; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getKey() { return key; } public void setKey(String key) { this.key = key; } }
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利用原型模式设计同一套试卷乱序的题目
在原型模式中所需要的非常重要的手段就是克隆，在需要用到克隆的类中都需要实现 implements
Cloneable 接口。
工程结构
针对每⼀一个试卷都会使⽤用克隆的⽅方式进行复制，复制完成后将试卷中题目以及每个题目的答案进行
乱序处理
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克隆对象处理类
public class QuestionBank implements Cloneable { private String candidate; // 考生 private String number; // 考号 private ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>(); private ArrayList<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>(); public QuestionBank append(ChoiceQuestion choiceQuestion) { choiceQuestionList.add(choiceQuestion); return this; } public QuestionBank append(AnswerQuestion answerQuestion) { answerQuestionList.add(answerQuestion); return this; } @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { QuestionBank questionBank = (QuestionBank) super.clone(); questionBank.choiceQuestionList = (ArrayList<ChoiceQuestion>) choiceQuestionList.clone(); questionBank.answerQuestionList = (ArrayList<AnswerQuestion>) answerQuestionList.clone(); // 题目乱序 Collections.shuffle(questionBank.choiceQuestionList); Collections.shuffle(questionBank.answerQuestionList); // 答案乱序 ArrayList<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = questionBank.choiceQuestionList; for (ChoiceQuestion question : choiceQuestionList) { Topic random = TopicRandomUtil.random(question.getOption(), question.getKey()); question.setOption(random.getOption()); question.setKey(random.getKey()); } return questionBank; } public void setCandidate(String candidate) { this.candidate = candidate; } public void setNumber(String number) { this.number = number; } @Override public String toString() { StringBuilder detail = new StringBuilder("考生：" + candidate + " " + "考号：" + number + " " + "-------------------------------------------- " + "一、选择题" + " "); for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) { detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append(" "); Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption(); for (String key : option.keySet()) { detail.append(key).append("：").append(option.get(key)).append(" ");; } detail.append("答案：").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append(" "); } detail.append("二、问答题" + " "); for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) { detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append(" "); detail.append("答案：").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append(" "); } return detail.toString(); } }这里的主要操作内容有三个，分别是:
- 两个 append() ，对各项题目的添加，有点像我们在建造者模式中使用的方式，添加装修物料。
- clone() ，这里的核心操作就是对对象的复制，这里的复制不只是包括了本身，同时对两个集合
也做了复制。只有这样的拷贝才能确保在操作克隆对象的时候不影响原对象。 - 乱序操作，在 list 集合中有一个⽅方法， Collections.shuffle ，可以将原有集合的顺序打乱，
输出一个新的顺序
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初始化试卷
public class QuestionBankController { private QuestionBank questionBank = new QuestionBank(); public QuestionBankController() { Map<String, String> map01 = new HashMap<String, String>(); map01.put("A", "JAVA2 EE"); map01.put("B", "JAVA2 Card"); map01.put("C", "JAVA2 ME"); map01.put("D", "JAVA2 HE"); map01.put("E", "JAVA2 SE"); Map<String, String> map02 = new HashMap<String, String>(); map02.put("A", "JAVA程序的main方法必须写在类里面"); map02.put("B", "JAVA程序中可以有多个main方法"); map02.put("C", "JAVA程序中类名必须与文件名一样"); map02.put("D", "JAVA程序的main方法中如果只有一条语句，可以不用{}(大括号)括起来"); Map<String, String> map03 = new HashMap<String, String>(); map03.put("A", "变量由字母、下划线、数字、$符号随意组成；"); map03.put("B", "变量不能以数字作为开头；"); map03.put("C", "A和a在java中是同一个变量；"); map03.put("D", "不同类型的变量，可以起相同的名字；"); Map<String, String> map04 = new HashMap<String, String>(); map04.put("A", "STRING"); map04.put("B", "x3x;"); map04.put("C", "void"); map04.put("D", "de$f"); Map<String, String> map05 = new HashMap<String, String>(); map05.put("A", "31"); map05.put("B", "0"); map05.put("C", "1"); map05.put("D", "2"); questionBank.append(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D")) .append(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A")) .append(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B")) .append(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符",map04, "C")) .append(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D")) .append(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿")) .append(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼")) .append(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床")) .append(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了")); } public String createPaper(String candidate, String number) throws CloneNotSupportedException { QuestionBank questionBankClone = (QuestionBank) questionBank.clone(); questionBankClone.setCandidate(candidate); questionBankClone.setNumber(number); return questionBankClone.toString(); } }- 主要提供对试卷内容的模式初始化操作(所有考⽣生试卷一样，题目顺
序不一致)。 - 对外部提供创建试卷的方法，在创建的过程中使用的是克隆的方式； (QuestionBank)
questionBank.clone(); 并最终返回试卷信息。
- 主要提供对试卷内容的模式初始化操作(所有考⽣生试卷一样，题目顺
总结
原型设计模式的优点包括；便于通过克隆方式创建复杂对象、也可以避免重复做初始化操作、
不需要与类中所属的其他类耦合等。但也有一些缺点如果对象中包括了了循环引用的克隆，以及类中
深度使⽤用对象的克隆，都会使此模式变得异常麻烦。