デザインパターンを学ぶ #15 Prototype（プロトタイプ）

1. はじめに

今回は Prototype（プロトタイプ）パターン。
目的は、既存のオブジェクトをコピーして新しいオブジェクトを作ることです。

コンストラクタで複雑な初期化が必要なオブジェクトでも、ひな形（プロトタイプ）から複製することで高速かつ柔軟に生成できます。

2. Prototypeとは？

プロトタイプパターンは、**オブジェクトの生成を new ではなく「複製」で行う」**という考え方です。

• 同じ構造・値を持ったインスタンスを複数作りたい
• clone() などを使ってコピーする

というような場面で使われます。

主な登場役は以下の2つです：

• Prototype（原型） … 自分自身を複製できる
• Client（利用側） … Prototypeを複製して利用する

3. 実装イメージ（PHP）

<?php
// Prototype（原型）
abstract class DocumentPrototype {
    public function __construct(
        protected string $title,
        protected string $content
    ) {}
    abstract public function copy(): static;

    public function dump(): string {
        return "{$this->title}: {$this->content}";
    }
}

// ConcretePrototype（具体的原型）
class Report extends DocumentPrototype {
    public function copy(): static {
        return clone $this;
    }
}

// --- 実行例 ---
$report1 = new Report('週報', '今週の進捗...');
$report2 = $report1->copy();
$report3 = $report1->copy();

echo $report1->dump(), PHP_EOL; // 週報: 今週の進捗...
echo $report2->dump(), PHP_EOL; // 週報: 今週の進捗...
echo $report3->dump(), PHP_EOL; // 週報: 今週の進捗...

4. メリット・デメリット

メリット

• 複雑な初期化処理を省略できる
• new を使わずに柔軟にインスタンス生成できる

デメリット

• 深いコピー・浅いコピーの扱いを間違えるとバグになる
• 複雑なオブジェクトではコピー実装が難しい

5. 使いどころ

• 複雑な初期化処理が必要なオブジェクトを大量に生成したいとき
• テンプレート（ひな形）を元に複製して使いたいとき
• インスタンス生成コストを下げたいとき

「newせずに複製して作る」というアプローチが、プロトタイプパターンです。