程序员这份工作里有两种人；一类是热爱喜欢的、一类是仅当成工作的。而喜欢代码编程的这部分人会 极其主动学习去丰富自己的羽翼，也非常喜欢对技术探索力求将学到的知识能到平时的业务需求开发 中。对于这部分小伙伴来说上班写代码还能赚钱真的是幸福！
无论做哪行那业你都喜欢，往往来自从中持续不断都获取成就感。就开发编程而言因为你的一行代码影
响到了千千万万的人、因为你的一行代码整个系统更加稳定、因为你的一行代码扛过了了所有秒杀等等，
这样一行行的代码都是你日积月累学习到的经验。那如果你也想成为这样有成就感的程序员就需要不断
的学习，不断的用更多的技能知识把自己编写的代码运用到更核心的系统。
平常你也付出了很多的时间，但就是没有得到多少收益。就像有时候很多小伙伴问我，我是该怎么学一
个我没接触过的内容。我的个人经验非常建议，先不不要学太多理论性的内容，而是尝试实际操作下，把
要学的内容做一些Demo案例例出来。这有点像你买了个自行车是先拆了学怎么个原理，还是先骑几圈
呢？哪怕摔了跟头，但那都是必须经历后留下的经验。
同样我也知道很多人看了设计模式收获不大，这主要新人对没有案例或者案例不贴近实际场景没有学习
方向导致。太空、太虚、太玄，让人没有抓手！
所以我开始编写以实际案例为着手的方式，讲解设计模式的文章，帮助大家成长的同时也让我自己有所
沉淀！
一、开发环境
-
二、原型模式介绍
原型模式主要解决的问题就是创建重复对象，⽽这部分对象内容本身比较复杂，生成过程可能从库或者 RPC接口中获取数据的耗时较长，因此采用克隆的方式节省时间。
其实这种场景经常出现在我们的身边，只不过很少用到自己的开发中，就像；
1. 你经常 Ctrl+C 、 Ctrl+V ，复制粘贴代码。
2. Java多数类中提供的API⽅方法； Object clone() 。
3. 细胞的有丝分裂。
类似以上的场景并不少，但如果让你去思考平时的代码开发中，有用到这样的设计模式吗？确实不那么 容易找到，甚至有时候是忽略了这个设计模式的方式。在没有阅读下文之前，也可以思考下哪些场景可 以用到。三、案例场景模拟
每个人都经历过考试，从纸制版到上机答题，⼤大⼩小也有几百场。而以前坐在教室里答题身边的人都 是一套试卷，考试的时候还能偷摸或者别人给发信息抄一抄答案。
但从一部分可以上机考试的内容开始，在保证大家的公平性一样的题目下，开始出现试题混排更有做的 好的答案选项也混排。这样⼤大的增加了抄的成本，也更好的做到了考试的公平性。 但如果这个公平性的考试需求交给你来完成，你会怎么做？
因为需要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 。1. 场景模拟工程
在这里模拟了两个试卷题目的类； ChoiceQuestion ( 选择题 )、 AnswerQuestion ( 问答题 )。如果 是实际的业务场景开发中，会有更多的题目类型，可以回忆一下你的高考试卷。2. 场景简述
2.1 选择题
public class ChoiceQuestion {private String name; // 题目private Map<String, String> option; // 选项；A、B、C、Dprivate String key; // 答案；Bpublic 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;}}
2.2 问答题
```java 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;
} }
以上两个类就是我们场景中需要的物料内容，相对来说比较简单。如果你在测试的时候想扩充学习，可以继续添加一些其他物料( 题目类型 )。<a name="AZvn9"></a># 四、用一坨坨代码实现今天的实现方式没有ifelse了，但是没有一个类解决不了的业务，只要你胆大！在以下的例子中我们会按照每一个用户创建试卷的题目，并返回给调用方。<a name="VpBER"></a>## 1. 工程结构<a name="gw0b5"></a>## 2. 一把梭实现需求```javapublic class QuestionBankController {public String createPaper(String candidate, String number) {List<ChoiceQuestion> choiceQuestionList = new ArrayList<ChoiceQuestion>();List<AnswerQuestion> answerQuestionList = new ArrayList<AnswerQuestion>();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");choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("JAVA所定义的版本中不包括", map01, "D"));choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("下列说法正确的是", map02, "A"));choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("变量命名规范说法正确的是", map03, "B"));choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("以下()不是合法的标识符", map04, "C"));choiceQuestionList.add(new ChoiceQuestion("表达式(11+3*8)/4%3的值是", map05, "D"));answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("小红马和小黑马生的小马几条腿", "4条腿"));answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("铁棒打头疼还是木棒打头疼", "头最疼"));answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("什么床不能睡觉", "牙床"));answerQuestionList.add(new AnswerQuestion("为什么好马不吃回头草", "后面的草没了"));// 输出结果StringBuilder detail = new StringBuilder("考生：" + candidate + "\r\n" +"考号：" + number + "\r\n" +"--------------------------------------------\r\n" +"一、选择题" + "\r\n\n");for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();for (String key : option.keySet()) {detail.append(key).append("：").append(option.get(key)).append("\r\n");;}detail.append("答案：").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");}detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");detail.append("答案：").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");}return detail.toString();}}
这样的代码往往都非常易于理解，要什么程序就给什么代码，不面向对象，只面向过程。不考虑扩
展性，能用就行。
以上的代码主要就三部分内容；首先创建选择题和问答题到集合中、定义详情字符串包装结果、返
回结果内容。
但以上的代码有一个没有实现的地方就是不能乱序，所有人的试卷顺序都是一样的。如果需要加乱
序也是可以的，但复杂度又会增加。 这里不展示具体过多实现，只为后文对比重构
3. 测试验证
接下来我们通过junit单元测试的方式验证接口服务，强调日常编写好单测可以更好的提高系统的健壮
度。
编写测试类:
public class ApiTest {@Testpublic void test_QuestionBankController() {QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));}}
结果：
以上呢就是三位考试的试卷； 花花 、 ⾖豆 、 大宝 ，每个人的试卷内容是一样的这没问题，但是三
个人的题⽬目以及选项顺序都是一样，就没有达到我们说希望的乱序要求。
而且以上这样的代码非常难扩展，随着题目的不断的增加以及乱序功能的补充，都会让这段代码变
得越来越混乱。
五、原型模式重构代码
原型模式主要解决的问题就是创建大量重复的类，而我们模拟的场景就需要给不同的用户都创建相同的
试卷，但这些试卷的题目不便于每次都从库中获取，甚至有时候需要从远程的RPC中获取。这样都是非
常耗时的，而且随着创建对象的增多将严重影响效率。
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。
1. 工程结构
原型模式模型结构
工程中包括了核心的题库类 QuestionBank ，题库中主要负责将各个的题目进行组装最终输出试
卷。
针对每一个试卷都会使用克隆的方式进行复制，复制完成后将试卷中题目以及每个题目的答案进行
乱序处理理。这里提供了工具包；TopicRandomUtil
2. 代码实现
2.1 题目选项乱序操作工具包
public class TopicRandomUtil {/*** 乱序Map元素，记录对应答案key* @param option 题目* @param key 答案* @return Topic 乱序后 {A=c., B=d., C=a., D=b.}*/static public Topic random(Map<String, String> option, String key) {Set<String> keySet = option.keySet();ArrayList<String> keyList = new ArrayList<String>(keySet);Collections.shuffle(keyList);HashMap<String, String> optionNew = new HashMap<String, String>();int idx = 0;String keyNew = "";for (String next : keySet) {String randomKey = keyList.get(idx++);if (key.equals(next)) {keyNew = randomKey;}optionNew.put(randomKey, option.get(next));}return new Topic(optionNew, keyNew);}}
可能你还记得上文里我们提供了Map存储题目选项，同时key的属性存放答案。 如果忘记可以往上翻翻
这个这个⼯具类的操作就是将原有Map中的选型乱序操作， 也就是A的选项内容给B ， B的可能给
C ，同时记录正确答案在处理后的位置信息。
2.2 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;}@Overridepublic 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;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder detail = new StringBuilder("考生：" + candidate + "\r\n" +"考号：" + number + "\r\n" +"--------------------------------------------\r\n" +"一、选择题" + "\r\n\n");for (int idx = 0; idx < choiceQuestionList.size(); idx++) {detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(choiceQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");Map<String, String> option = choiceQuestionList.get(idx).getOption();for (String key : option.keySet()) {detail.append(key).append("：").append(option.get(key)).append("\r\n");;}detail.append("答案：").append(choiceQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");}detail.append("二、问答题" + "\r\n\n");for (int idx = 0; idx < answerQuestionList.size(); idx++) {detail.append("第").append(idx + 1).append("题：").append(answerQuestionList.get(idx).getName()).append("\r\n");detail.append("答案：").append(answerQuestionList.get(idx).getKey()).append("\r\n\n");}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。在这里我们使用此方法对题目进行乱序操作。
2.3初始化试卷数据
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();}}
3. 测试验证
编写测试类：
public class ApiTest {@Testpublic void test_QuestionBank() throws CloneNotSupportedException {QuestionBankController questionBankController = new QuestionBankController();System.out.println(questionBankController.createPaper("花花", "1000001921032"));System.out.println(questionBankController.createPaper("豆豆", "1000001921051"));System.out.println(questionBankController.createPaper("大宝", "1000001921987"));}}
结果：
从以上的输出结果可以看到，每个人的题目和答案都是差异化的乱序的
六、总结
以上的实际场景模拟了原型模式在开发中重构的作用，但是原型模式的使用频率确实不是很高。如
果有一些特殊场景需要使用到，也可以按照此设计模式进行优化。
另外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循环引用的克隆，以及类中
深度使用对象的克隆，都会使此模式变得异常麻烦。
终究设计模式是一整套的思想，在不同的场景合理的运用可以提升整体的架构的质量。永远不要想着去硬凑设计模式，否则将会引起过渡设计，以及在承接业务反复变化的需求时造成浪费的开发和
维护成本。
初期是代码的优化，中期是设计模式的使用，后期是把控全局服务的搭建。不断的加强自己对全局
能力的把控，也加深自己对细节的处理。可上可下才是一个程序员最佳处理方式，选取做合适的才
是最好的选择。
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