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一、核心原理
原型模式通过复制现有对象（原型）生成新对象，而非通过new关键字重新实例化，从而绕过复杂的初始化流程。这一机制适用于以下场景：
- 资源密集型对象：若对象初始化涉及外部资源加载（如数据库连接、文件读取）或复杂运算，直接复制已有实例可避免重复开销1。
- 复杂对象结构：当对象包含多层嵌套属性或关联其他对象时，复制原型比重新构造更高效3。
二、实现方案
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原型接口定义
public interface Prototype {Prototype clone(); } -
具体原型实现
public class ComplexObject implements Prototype {private String resourceData;private List<SubObject> dependencies;public ComplexObject() {// 模拟耗时初始化（如加载资源、计算初始值）this.resourceData = loadExternalData(); // 假设耗时操作this.dependencies = initializeDependencies(); // 复杂子对象构造}@Overridepublic Prototype clone() {ComplexObject copy = new ComplexObject();copy.resourceData = this.resourceData; // 直接复用已加载资源copy.dependencies = new ArrayList<>(this.dependencies); // 浅拷贝或深拷贝按需实现return copy;} }浅拷贝：直接复制引用，适用于不可变或共享的子对象。
深拷贝：递归复制子对象，确保独立性，适用于可变且需隔离的子对象。
三、优化效果对比
| 创建方式 | 资源消耗场景 | 性能表现 |
|---|---|---|
| 传统构造 (new) | 每次执行完整初始化逻辑 | 高开销，线性增长 |
| 原型复制 | 仅复制已有数据 | 低开销，常数时间 |
例如，若ComplexObject初始化需加载10MB资源文件，构造1000个实例时：
传统方式：10MB × 1000 = 10GB内存占用
原型模式：10MB（原型） + 1000×元数据 ≈ 10MB + α，显著降低内存压力
四、应用场景
游戏开发：复制预设的敌人/道具模板，避免重复加载模型和纹理。
配置对象：复用已解析的配置文件对象，减少IO和解析时间。
事务性操作：快速生成事务副本，保证操作隔离性。
五、注意事项
深拷贝成本：若子对象层级过深，深拷贝可能抵消性能优势，需权衡。
状态一致性：复制原型时需确保其处于稳定状态，避免拷贝中间过程产生的半成品对象。
参考文档：
创建型模式 -【单例模式】【原型模式】 【建造者模式】
【原型模式】设计模式系列：高效克隆的艺术
Java常见设计模式总结
【建造者模式】全面解析