Prototype

Prototype

• 原型となるインスタンスをコピーして新しいインスタンスを生成するパターン

  • 親クラスでインスタンスをコピーするためのメソッドを定義し、子クラスで自分自身のコピーを返すように実装する

• コピーには「浅いコピー」と「深いコピー」がある

  • 浅いコピー
    • 変数に格納された値がそのままコピーされる
    • オブジェクトの参照を格納した変数では、参照がコピーされる →どちらかのオブジェクトを変更すると、もう片方も変更される
  • 深いコピー
    • オブジェクトの参照を格納した変数では、実体がコピーされる →どちらかのオブジェクトを変更しても、もう片方に影響を与えない

• 「継承」と「ポリモーフィズム」を利用したパターン

  • PrototypeとConcretePrototypeクラスの間に継承(実装)関係
  • Clientクラスでは親クラスであるPrototypeクラスで提供されているAPIのみを使ってプログラミングを行う
  • ClientクラスとConcretePrototypeに依存関係がないので、ConcretePrototypeの差し替えは追加・修正が可能(インターフェース分離の原則)

メリット・デメリット

メリット

• オブジェクトの生成処理を隠蔽できる
• 構築済みのプロトタイプのクローンの作成を使うことにより、初期化コードの重複を削減
• 利用者と具体的なクラスの結合度を弱められる

デメリット

• ディープコピーとシャローコピーの違いを理解していないと想定外のバグを発生させる恐れがある

用途

• クラスからのインスタンス生成が難しい場合
  • ユーザー操作によって生成されたグラフィックオブジェクトなど
  • 例)パワーポイントの図形のコピー
• インスタンス化のコストがコピーよりも高い場合

デザインパターンの種類

生成に関するデザインパターン

例(Mermaid)

• Manager
  • コピーするオブジェクトを管理しつつ、インスタンスを要求された際にコピーを返す
• Prototype
  • インターフェースもしくは抽象クラス
  • インスタンスをコピーして新しいインスタンスを作るためのメソッドを定める
• ConcretePrototype
  • Prototypeを実装(継承)する子クラス
  • Prototypeで定義されたコピー用のメソッドを実装する

classDiagram
	class Manager{
	}
	class Prototype{
		<<interface>>
		createCopy()
	}
	class ConcretePrototype{
		createCopy()
	}
	Prototype <-- Manager
	Prototype <|.. ConcretePrototype
	

商品のコピーを行う場合

classDiagram
	class ItemManager {
		-items Record<string,ItemPrototype>
		registerItem(key string,item ItemPrototype)
		create(key string)
	}
	class ItemPrototype {
		<<abstract>>
		name string
		detail Object
		addComment()
		createCopy() ItemPrototype
	}
	class DeepCopyItem {
		createCopy():ItemPrototype
	}
	class ShallowCopyItem {
		createCopy():ItemPrototype
	}
	ItemPrototype <-- ItemManager
	ItemPrototype <|-- DeepCopyItem
	ItemPrototype <|-- ShallowCopyItem