GoLang設計模式05 - 原型模式

原型模式也是一種創建型模式，它可以幫助我們優雅地創建對象的拷貝。在這種設計模式里面，將克隆某個對象的職責交給了要被克隆的這個對象。被克隆的對象需要提供一個clone()方法。通過這個方法可以返回該對象的拷貝。

原型模式的使用場景：

1. 創建新對象的操作比較耗資源（如數據庫操作）或代價比較高時。比較起從頭創建新對象，克隆對象明顯更加可取
2. 要被克隆的對象創建起來比較復雜時：比如對象克隆的過程中存在深度拷貝或分層拷貝時；又比如要被克隆的對象存在無法被直接訪問到的私有成員時。

原型模式的UML類圖：

在日常中我們遇到的包含新建、copy這些操作的場景最多的就是常規的文件系統操作了。所以接下來會以文件系統為例介紹下原型模式。

在文件系統中存在文件(file)和文件夾(folder)兩類實體。其中文件夾中又可以包含文件和子文件夾。這里我們用一個inode接口來表示文件和文件夾。為了表示常見的復制操作，在inode接口中還定義了一個clone()函數。

inode.go

type inode interface {
	print(string)
	clone() inode
}

file 和 folder兩個struct實現了inode接口。

file.go

import "fmt"

type file struct {
	name string
}

func (f *file) print(indentation string) {
	fmt.Println(indentation + f.name)
}

func (f *file) clone() inode {
	return &file{name: f.name + "_clone"}
}

folder.go

import "fmt"

type folder struct {
	children []inode
	name     string
}

func (f *folder) print(indentation string) {
	fmt.Println(indentation + f.name)
	for _, i := range f.children {
		i.print(indentation + indentation)
	}
}

func (f *folder) clone() inode {
	cloneFolder := &folder{name: f.name + "_clone"}
	var tempChildren []inode
	for _, i := range f.children {
		copy := i.clone()
		tempChildren = append(tempChildren, copy)
	}
	cloneFolder.children = tempChildren
	return cloneFolder
}

file和folder兩個struct都實現了print()和clone()函數，根據go語言的約定，可以認為它們都繼承了inode接口，即可以認為它們是inode類型了。這兩者的clone()函數會返回其各自相關的文件或文件夾的備份。為了和原有的文件/文件夾作區分，我們在復制的對象的名稱上添加了“_clone”這樣的標記。

來看看main函數是怎樣的，main.go：

import (
	"fmt"
)

func main() {
	file1 := &file{name: "File1"}
	file2 := &file{name: "File2"}
	file3 := &file{name: "File3"}
	folder1 := &folder{
		children: []inode{file1},
		name:     "Folder1",
	}
	folder2 := &folder{
		children: []inode{folder1, file2, file3},
		name:     "Folder2",
	}
	fmt.Println("\nPrinting hierarchy for Folder2")
	folder2.print("  ")
	cloneFolder := folder2.clone()
	fmt.Println("\nPrinting hierarchy for clone Folder")
	cloneFolder.print("  ")
}

運行結果是：

Printing hierarchy for Folder2
  Folder2
    Folder1
        File1
    File2
    File3

Printing hierarchy for clone Folder
  Folder2_clone
    Folder1_clone
        File1_clone
    File2_clone
    File3_clone

代碼已上傳至GitHub， 地址： zhyea / go-patterns / prototype-pattern

END！