gof-prototype

1 行での要約

コンストラクターを呼び出すのではなく、既存のインスタンス（プロトタイプ）をコピーして新しいオブジェクトを作成します。構築にコストがかかる場合、いくつかのフィールドだけを変更したい場合、または定型の形状を登録したレジストリがある場合に便利です。

このスキルを使う場合

• オブジェクトの構築にコストがかかる、または繰り返したくない副作用があります。
• 「テンプレート」インスタンスがあり、いくつかのフィールドを変更したバリエーションが必要です。
• 定型インスタンスのレジストリが必要で、利用側がそれらを複製してカスタマイズできます。
• Kotlin での代表的な実装は、data class.copy(field = newValue) です。これはまさにこのパターンです。

このスキルを使わない場合

• 構築が低コストでステートレスです。そのままコンストラクターを呼び出してください。
• 複雑なオブジェクトグラフのディープクローンが必要です。Prototype の契約は通常、浅いコピーです。ディープクローンはそれ自体が別の課題です。
• まだ実際には存在しないものを「コピー」して、難しい構築の問題を回避しようとしています。それは問題の兆候です。

主な内容

2 つの種類があります。

シンプルな Prototype。 オブジェクトに、同じフィールド値を持つ新しいインスタンスを返す clone()（または copy()）メソッドがあります。呼び出し側はベースとなるインスタンスを取得してコピーし、そのコピーを変更します。Kotlin では、すべての data class に copy() が標準で用意されており、名前付き引数で上書きすることもできます。

val baseRequest = HttpRequest(method = GET, url = "/users", headers = standardHeaders)
val authedRequest = baseRequest.copy(headers = standardHeaders + auth)

Prototype レジストリ。 中央のレジストリに、名前付きのプロトタイプインスタンスを保持します。利用側はレジストリに名前（"weekday-shift"、"weekend-shift"）を指定してプロトタイプを要求し、カスタマイズ可能なクローンを取得します。プロトタイプがコードではなく設定データである場合に便利です。

このパターンの価値は、意図を明確にできることです。「この既存のインスタンスに似た新しいインスタンスを、次の点だけ変更して作る」という説明は、すべてのフィールドを再構築するよりもわかりやすくなります。

判断の指針

• Kotlin では、data class.copy() がデフォルトの Prototype です。明示的なレジストリを使うのは、プロトタイプに名前が付いている場合、設定されている場合、または数が多い場合に限ります。
• data class ではない型の場合、copy() がディープコピーか浅いコピーかを意識して決め、ドキュメントに記載してください。
• ネストされた可変状態に注意してください。data class の copy() がコピーするのは参照であり、参照先のオブジェクトではありません。共有されたネスト済みリストを変更すると、元のインスタンスとコピーの両方に影響します。

アンチパターン

• コピーとほぼ同じだが、厳密には異なるインスタンスを意図せず作る clone() メソッド。正確にコピーするか、メソッド名を変更してください。
• コピーせずに複数の利用側で共有する可変プロトタイプ。レジストリ内のインスタンスは時間とともに変化してしまいます。
• コンストラクターがないことを補うための Prototype の実装。コンストラクターを修正してください。

関連項目

• gof-factory — 特に各「バリエーション」が実際には異なる具体型である場合、Prototype の代わりとして適切なことがあります。
• gof-builder — バリエーションがフィールド単位の上書きではなく、構造（異なる手順）に関する場合に使います。
• gof-kotlin-idioms — data class.copy() は言語機能としての Prototype です。

参考資料

• Design Patterns（GoF、1994）、第 3 章 — Prototype。（HFDP 第 2 版には含まれていません。）
• Kotlin Design Patterns and Best Practices（Alexey Soshin）、第 2 章 — Kotlin の copy() を軸に解説する Prototype。