Criacional escopo de objeto também: Clone

Prototype

Protótipo

Criar copiando um objeto existente, sem depender da classe dele.

Complexidade média Frequência de uso rara

Definição

Intenção — palavra por palavra, como o livro define

Especificar os tipos de objetos a criar usando uma instância protótipo, e criar novos objetos copiando esse protótipo.

Exemplo e motivação

Analogia

A divisão celular

Uma célula não consulta o “manual de fabricação de células” para gerar outra: ela se divide, e a cópia já nasce com todo o estado interno da original. É mais rápido e não exige saber nada sobre como aquela célula foi montada originalmente.

O problema

Você quer copiar um objeto. Copiar campo a campo de fora é impossível quando há campos privados, e mesmo quando é possível, o código passa a depender da classe concreta do objeto — que às vezes você nem conhece (só tem a interface).

A solução

Delegue a cópia ao próprio objeto, através de um método `clone()` declarado numa interface comum. O objeto tem acesso aos próprios campos privados e sabe o que copiar em profundidade e o que compartilhar.

Sintomascomo reconhecer no seu código

Subclasses cuja única diferença são valores default no construtor.
Métodos copiarDe(outro) escritos manualmente fora da classe.

Na práticaonde ele já existe

java.lang.Object.clone() / interface Cloneable
structuredClone() no JavaScript moderno
Duplicar um slide, uma camada do Photoshop ou um card do Trello

Diagrama

Fig. 4 — Prototype herda / implementa cria usa / contém

Ver este diagrama sendo desenhado, traço a traço

Participantes

Prototype: Interface que declara `clone()`.
ConcretePrototype: Implementa a clonagem de si mesmo, inclusive campos privados.
Client: Produz novos objetos pedindo `clone()` a um protótipo.
PrototypeRegistry: (opcional) Catálogo de protótipos prontos, buscáveis por chave.

Aplicabilidade

Use quando

Seu código não deve depender das classes concretas dos objetos que copia.
Você quer reduzir subclasses que só diferem no estado inicial.
Criar o objeto do zero é caro (consulta a banco, parsing, cálculo pesado).

Evite quando

Os objetos são simples e baratos de criar.
Há muito estado compartilhado e mutável que torna a cópia arriscada.

Consequências

A favor

Clona objetos sem acoplar-se às classes concretas deles.
Elimina código de inicialização repetido — parta de uma configuração pronta.
Produz objetos complexos com menos esforço que uma fábrica dedicada.
Alternativa à herança quando as variações são de configuração, não de comportamento.

Contra

Clonar objetos com referências circulares é complicado.
A diferença entre cópia rasa e profunda é fonte constante de bugs sutis.

Apêndice

Código

Listagem 4 Clonando formas de um editor gráfico

class Forma {
  constructor(origem) {
    // Construtor de cópia: aceita outro objeto e absorve seu estado.
    if (origem) { this.x = origem.x; this.y = origem.y; this.cor = origem.cor; }
  }
  clone() { throw new Error('abstrato'); }
}

class Retangulo extends Forma {
  constructor(origem) {
    super(origem);
    if (origem) { this.largura = origem.largura; this.altura = origem.altura; }
  }
  // Cada classe sabe clonar a si mesma — inclusive campos que ninguém de fora enxerga.
  clone() { return new Retangulo(this); }
}

class Circulo extends Forma {
  constructor(origem) { super(origem); if (origem) this.raio = origem.raio; }
  clone() { return new Circulo(this); }
}

// ── Registro de protótipos: um catálogo pronto ────────
class RegistroDeFormas {
  #itens = new Map();
  registrar(chave, prototipo) { this.#itens.set(chave, prototipo); }
  criar(chave) {
    const p = this.#itens.get(chave);
    if (!p) throw new Error(`Protótipo "${chave}" não registrado`);
    return p.clone();               // ← nunca damos `new` numa classe concreta
  }
}

const registro = new RegistroDeFormas();
const botaoPadrao = Object.assign(new Retangulo(), { x: 0, y: 0, cor: '#4f46e5', largura: 120, altura: 40 });
registro.registrar('botao', botaoPadrao);

const b1 = registro.criar('botao');
const b2 = registro.criar('botao');
b2.x = 200;                          // cópias independentes
console.log(b1.x, b2.x, b1 instanceof Retangulo); // 0 200 true

Apêndice

Relações

alternativa a

Abstract Factory: A fábrica concreta pode ser implementada clonando protótipos.
Memento: Memento é uma alternativa ao Prototype para salvar estado (undo).

costuma andar junto

Composite: Clonar árvores Composite complexas é um caso de uso clássico.
Decorator: Clonar objetos muito decorados evita remontá-los.

Apêndice

Verificação

Questãoa resposta está marcada

Por que a clonagem é delegada ao próprio objeto, em vez de feita pelo cliente?

Porque só o objeto acessa seus campos privados e conhece sua classe concreta
Porque a clonagem precisa ser síncrona
Porque o cliente não pode usar o operador new
Porque assim o objeto vira automaticamente um Singleton

Copiar de fora esbarra em encapsulamento e obriga o cliente a conhecer a classe concreta — exatamente o acoplamento que o padrão quer eliminar.