我们再来看Go语言这个模式,Go语言的这个模式挺好玩儿的。声明一个struct,跟C很一样,然后直接把这个struct类型放到另一个struct里。
# 委托的简单示例
我们来看几个示例:
```
type Widget struct {
X, Y int
}
type Label struct {
Widget // Embedding (delegation)
Text string // Aggregation
X int // Override
}
func (label Label) Paint() {
// [0xc4200141e0] - Label.Paint("State")
fmt.Printf("[%p] - Label.Paint(%q)\n",
&label, label.Text)
}
```
由上面可知:
我们声明了一个 `Widget`,其有 `X`和`Y`;
然后用它来声明一个 `Label`,直接把 `Widget` 委托进去;
然后再给 `Label` 声明并实现了一个 `Paint()` 方法。
于是,我们就可以这样编程了:
```
label := Label{Widget{10, 10}, "State", 100}
// X=100, Y=10, Text=State, Widget.X=10
fmt.Printf("X=%d, Y=%d, Text=%s Widget.X=%d\n",
label.X, label.Y, label.Text,
label.Widget.X)
fmt.Println()
// {Widget:{X:10 Y:10} Text:State X:100}
// {{10 10} State 100}
fmt.Printf("%+v\n%v\n", label, label)
label.Paint()
```
我们可以看到,如果有成员变量重名,则需要手动地解决冲突。
我们继续扩展代码。
先来一个 `Button`:
```
type Button struct {
Label // Embedding (delegation)
}
func NewButton(x, y int, text string) Button {
return Button{Label{Widget{x, y}, text, x}}
}
func (button Button) Paint() { // Override
fmt.Printf("[%p] - Button.Paint(%q)\n",
&button, button.Text)
}
func (button Button) Click() {
fmt.Printf("[%p] - Button.Click()\n", &button)
}
```
再来一个 `ListBox`:
```
type ListBox struct {
Widget // Embedding (delegation)
Texts []string // Aggregation
Index int // Aggregation
}
func (listBox ListBox) Paint() {
fmt.Printf("[%p] - ListBox.Paint(%q)\n",
&listBox, listBox.Texts)
}
func (listBox ListBox) Click() {
fmt.Printf("[%p] - ListBox.Click()\n", &listBox)
}
```
然后,声明两个接口用于多态:
```
type Painter interface {
Paint()
}
type Clicker interface {
Click()
}
```
于是我们就可以这样泛型地使用(注意其中的两个for循环):
```
button1 := Button{Label{Widget{10, 70}, "OK", 10}}
button2 := NewButton(50, 70, "Cancel")
listBox := ListBox{Widget{10, 40},
[]string{"AL", "AK", "AZ", "AR"}, 0}
fmt.Println()
//[0xc4200142d0] - Label.Paint("State")
//[0xc420014300] - ListBox.Paint(["AL" "AK" "AZ" "AR"])
//[0xc420014330] - Button.Paint("OK")
//[0xc420014360] - Button.Paint("Cancel")
for _, painter := range []Painter{label, listBox, button1, button2} {
painter.Paint()
}
fmt.Println()
//[0xc420014450] - ListBox.Click()
//[0xc420014480] - Button.Click()
//[0xc4200144b0] - Button.Click()
for _, widget := range []interface{}{label, listBox, button1, button2} {
if clicker, ok := widget.(Clicker); ok {
clicker.Click()
}
}
```
# 一个 Undo 的委托重构
上面这个是 Go 语中的委托和接口多态的编程方式,其实是面向对象和原型编程综合的玩法。这个玩法可不可以玩得更有意思呢?这是可以的。
首先,我们先声明一个数据容器,其中有 `Add()`、 `Delete()` 和 `Contains()` 方法。还有一个转字符串的方法。
```
type IntSet struct {
data map[int]bool
}
func NewIntSet() IntSet {
return IntSet{make(map[int]bool)}
}
func (set *IntSet) Add(x int) {
set.data[x] = true
}
func (set *IntSet) Delete(x int) {
delete(set.data, x)
}
func (set *IntSet) Contains(x int) bool {
return set.data[x]
}
func (set *IntSet) String() string { // Satisfies fmt.Stringer interface
if len(set.data) == 0 {
return "{}"
}
ints := make([]int, 0, len(set.data))
for i := range set.data {
ints = append(ints, i)
}
sort.Ints(ints)
parts := make([]string, 0, len(ints))
for _, i := range ints {
parts = append(parts, fmt.Sprint(i))
}
return "{" + strings.Join(parts, ",") + "}"
}
```
我们如下使用这个数据容器:
```
ints := NewIntSet()
for _, i := range []int{1, 3, 5, 7} {
ints.Add(i)
fmt.Println(ints)
}
for _, i := range []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} {
fmt.Print(i, ints.Contains(i), " ")
ints.Delete(i)
fmt.Println(ints)
}
```
这个数据容器平淡无奇,我们想给它加一个Undo的功能。我们可以这样来:
```
type UndoableIntSet struct { // Poor style
IntSet // Embedding (delegation)
functions []func()
}
func NewUndoableIntSet() UndoableIntSet {
return UndoableIntSet{NewIntSet(), nil}
}
func (set *UndoableIntSet) Add(x int) { // Override
if !set.Contains(x) {
set.data[x] = true
set.functions = append(set.functions, func() { set.Delete(x) })
} else {
set.functions = append(set.functions, nil)
}
}
func (set *UndoableIntSet) Delete(x int) { // Override
if set.Contains(x) {
delete(set.data, x)
set.functions = append(set.functions, func() { set.Add(x) })
} else {
set.functions = append(set.functions, nil)
}
}
func (set *UndoableIntSet) Undo() error {
if len(set.functions) == 0 {
return errors.New("No functions to undo")
}
index := len(set.functions) - 1
if function := set.functions[index]; function != nil {
function()
set.functions[index] = nil // Free closure for garbage collection
}
set.functions = set.functions[:index]
return nil
}
```
于是就可以这样使用了:
```
ints := NewUndoableIntSet()
for _, i := range []int{1, 3, 5, 7} {
ints.Add(i)
fmt.Println(ints)
}
for _, i := range []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} {
fmt.Println(i, ints.Contains(i), " ")
ints.Delete(i)
fmt.Println(ints)
}
fmt.Println()
for {
if err := ints.Undo(); err != nil {
break
}
fmt.Println(ints)
}
```
但是,需要注意的是,我们用了一个新的 `UndoableIntSet` 几乎重写了所有的 `IntSet` 和 “写” 相关的方法,这样就可以把操作记录下来,然后 **Undo** 了。
但是,可能别的类也需要Undo的功能,我是不是要重写所有的需要这个功能的类啊?这样的代码类似,就是因为数据容器不一样,我就要去重写它们,这太二了。
我们能不能利用前面学到的泛型编程、函数式编程、IoC等范式来把这个事干得好一些呢?当然是可以的。
如下所示:
我们先声明一个 `Undo[]` 的函数数组(其实是一个栈);
并实现一个通用 `Add()`。其需要一个函数指针,并把这个函数指针存放到 `Undo[]` 函数数组中。
在 `Undo()` 的函数中,我们会遍历`Undo[]`函数数组,并执行之,执行完后就弹栈。
```
type Undo []func()
func (undo *Undo) Add(function func()) {
*undo = append(*undo, function)
}
func (undo *Undo) Undo() error {
functions := *undo
if len(functions) == 0 {
return errors.New("No functions to undo")
}
index := len(functions) - 1
if function := functions[index]; function != nil {
function()
functions[index] = nil // Free closure for garbage collection
}
*undo = functions[:index]
return nil
}
```
那么我们的 `IntSet` 就可以改写成如下的形式:
```
type IntSet struct {
data map[int]bool
undo Undo
}
func NewIntSet() IntSet {
return IntSet{data: make(map[int]bool)}
}
```
然后在其中的 `Add` 和 `Delete`中实现 Undo 操作。
- `Add` 操作时加入 `Delete` 操作的 Undo。
- `Delete` 操作时加入 `Add` 操作的 Undo。
```
func (set *IntSet) Add(x int) {
if !set.Contains(x) {
set.data[x] = true
set.undo.Add(func() { set.Delete(x) })
} else {
set.undo.Add(nil)
}
}
func (set *IntSet) Delete(x int) {
if set.Contains(x) {
delete(set.data, x)
set.undo.Add(func() { set.Add(x) })
} else {
set.undo.Add(nil)
}
}
func (set *IntSet) Undo() error {
return set.undo.Undo()
}
func (set *IntSet) Contains(x int) bool {
return set.data[x]
}
```
我们再次看到,Go语言的Undo接口把Undo的流程给抽象出来,而要怎么Undo的事交给了业务代码来维护(通过注册一个Undo的方法)。这样在Undo的时候,就可以回调这个方法来做与业务相关的Undo操作了。
# 小结
这是不是和最一开始的C++的泛型编程很像?也和map、reduce、filter这样的只关心控制流程,不关心业务逻辑的做法很像?而且,一开始用一个UndoableIntSet来包装`IntSet`类,到反过来在`IntSet`里依赖`Undo`类,这就是控制反转IoC。
以下是《编程范式游记》系列文章的目录,方便你了解这一系列内容的全貌。**这一系列文章中代码量很大,很难用音频体现出来,所以没有录制音频,还望谅解。**
- [01 | 编程范式游记:起源](https://time.geekbang.org/column/article/301)
- [02 | 编程范式游记:泛型编程](https://time.geekbang.org/column/article/303)
- [03 | 编程范式游记:类型系统和泛型的本质](https://time.geekbang.org/column/article/2017)
- [04 | 编程范式游记:函数式编程](https://time.geekbang.org/column/article/2711)
- [05 | 编程范式游记:修饰器模式](https://time.geekbang.org/column/article/2723)
- [06 | 编程范式游记:面向对象编程](https://time.geekbang.org/column/article/2729)
- [07 | 编程范式游记:基于原型的编程范式](https://time.geekbang.org/column/article/2741)
- [08 | 编程范式游记:Go 语言的委托模式](https://time.geekbang.org/column/article/2748)
- [09 | 编程范式游记:编程的本质](https://time.geekbang.org/column/article/2751)
- [10 | 编程范式游记:逻辑编程范式](https://time.geekbang.org/column/article/2752)
- [11 | 编程范式游记:程序世界里的编程范式](https://time.geekbang.org/column/article/2754)