在Golang中您应该知道的原型模式（设计模式04）

11月 24 2024 golang 7 分钟读完 (约 1051 字)

Go中的优雅对象克隆：解释原型模式

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golang golang-prototype-pattern(from github.com/MariaLetta/free-gophers-pack)|300

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。在 Go 中，原型模式可以通过实现 Clone 方法来复制对象。

适用场景

对象创建成本高：
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. 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。
动态创建对象：对象类型在运行时动态决定。可以通过克隆操作来生成所需类型的对象，而不需要在编译时确定具体类型。

关键要素

原型接口（Prototype）：定义了克隆方法的接口，通常包含一个 Clone() 方法用于复制自身。
具体原型（Concrete Prototype）：实现了原型接口的具体类，具备复制自身的能力。
克隆实验室（CloneLab）：用于管理和存储原型实例，以便进行克隆。

Go语言中的原型模式实现

代码实现

假设我们正在开发一个简单的动物克隆实验室，可以克隆不同的动物，每种动物都实现了 Clone() 接口。

1. 定义接口和具体类型

2. 创建克隆实验室及示例

// output
Original Sheep: Name=Dolly, Weight=10, Info:[age: 1 gender: female]
Cloned Sheep: Name=Dolly, Weight=12, Info:[age: 1 gender: female]
Original Cow: Name=Bessie, Gender=female, Info:[age: 5 weight: 150]
Cloned Cow: Name=Bessie, Gender=female, Info:[age: 6 weight: 150]

众所周知，Golang中只有值拷贝，对于指针的指向内容，需要深度拷贝，而不是仅拷贝指针的值。

func (c *Cow) Clone() Cloneable {
	newCow := &Cow{Name: c.Name, Gender: c.Gender}
	if c.Info == nil {
		return newCow
	}
	newCow.Info = make([]string, len(c.Info))
	copy(newCow.Info, c.Info)
	return newCow
}

// wrong case
func (c *Cow) Clone() Cloneable {
	newCow := *c
	return &newCow
}

而深拷贝无非有以下几种实现方式：

手动进行深度拷贝
序列化和反序列化
使用一些开箱即用的深拷贝的库

总结

原型模式在 Go 中可以通过接口和深拷贝逻辑可以轻松实现。
通过克隆现有对象来创建新对象，提供了一种灵活且高效的对象创建方式。它在需要创建大量相似对象的场景下非常有用，能够提升系统的性能和开发效率。
通过实现 Clone() 方法，各种具体类型可以轻松地生成其自身的副本，从而简化了对象管理和创建过程。