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                            037  编程范式游记（8）- Go 语言的委托模式
                            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)
}


上面，


我们声明了一个 Widget，其有 X,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。