GoLang设计模式05 - 原型模式

原型模式也是一种创建型模式，它可以帮助我们优雅地创建对象的拷贝。在这种设计模式里面，将克隆某个对象的职责交给了要被克隆的这个对象。被克隆的对象需要提供一个clone()方法。通过这个方法可以返回该对象的拷贝。

原型模式的使用场景：

1. 创建新对象的操作比较耗资源（如数据库操作）或代价比较高时。比较起从头创建新对象，克隆对象明显更加可取
2. 要被克隆的对象创建起来比较复杂时：比如对象克隆的过程中存在深度拷贝或分层拷贝时；又比如要被克隆的对象存在无法被直接访问到的私有成员时。

原型模式的UML类图：

在日常中我们遇到的包含新建、copy这些操作的场景最多的就是常规的文件系统操作了。所以接下来会以文件系统为例介绍下原型模式。

在文件系统中存在文件(file)和文件夹(folder)两类实体。其中文件夹中又可以包含文件和子文件夹。这里我们用一个inode接口来表示文件和文件夹。为了表示常见的复制操作，在inode接口中还定义了一个clone()函数。

inode.go

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

file 和 folder两个struct实现了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两个struct都实现了print()和clone()函数，根据go语言的约定，可以认为它们都继承了inode接口，即可以认为它们是inode类型了。这两者的clone()函数会返回其各自相关的文件或文件夹的备份。为了和原有的文件/文件夹作区分，我们在复制的对象的名称上添加了“_clone”这样的标记。

来看看main函数是怎样的，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("  ")
}

运行结果是：

Printing hierarchy for Folder2
  Folder2
    Folder1
        File1
    File2
    File3

Printing hierarchy for clone Folder
  Folder2_clone
    Folder1_clone
        File1_clone
    File2_clone
    File3_clone

代码已上传至GitHub， 地址： zhyea / go-patterns / prototype-pattern

END！