Go 享元模式讲解和代码示例
享元是一种结构型设计模式， 它允许你在消耗少量内存的情况下支持大量对象。
模式通过共享多个对象的部分状态来实现上述功能。 换句话来说， 享元会将不同对象的相同数据进行缓存以节省内存。
概念示例
在游戏 《反恐精英》 中， 恐怖分子和反恐精英身着不同类型的衣物。 为了简便起见， 我们就假设双方都各有一种服装类型。 服装对象嵌入在玩家对象之中， 如下所示。
下面是玩家的结构体。 我们可以看到， 服装对象是嵌入在玩家结构体之中的：
type player struct {
dress dress
playerType string // 可为 T 或 CT
lat int
long int
}
假设目前有 5 名恐怖分子和 5 名反恐精英， 一共是 10 名玩家。 那么关于服装， 我们就有两个选项了。
-
10 个玩家对象各自创建不同的服装对象， 并将其嵌入。 总共会创建 10 个服装对象。
-
我们创建两个服装对象：
- 单一恐怖分子服装对象： 其将在 5 名恐怖分子之间共享。
- 单一反恐精英服装对象： 其将在 5 名反恐精英之间共享。
你可以看到， 方法 1 中我们总共创建了 10 个服装对象； 方法 2 中则只有 2 个服装对象。 第二种方法， 就是我们所遵循的享元设计模式。 我们所创建的 2 个服装对象被称为是享元对象。
享元模式会从对象中提取出公共部分并创建享元对象。 这些享元对象 （服装） 随后可在多个对象 （玩家） 中分享。 这极大地减少了服装对象的数量， 更棒的是即便你创建了更多玩家， 也只需这么两个服装对象就足够了。
在享元模式中， 我们会将享元对象存储在 map 容器中。 每当创建共享享元对象的其他对象时， 都会从 map 容器中获取享元对象。
下面让我们来看看此类安排的内部状态和外部状态：
-
内部状态： 内部状态的服装可在多个恐怖分子和反恐精英对象间共享。
-
外部状态： 玩家位置和玩家所使用的武器就是外部状态， 因为其在每个对象中都是不同的。
dressFactory.go: 享元工厂
package main
import "fmt"
const (
//TerroristDressType terrorist dress type
TerroristDressType = "tDress"
//CounterTerrroristDressType terrorist dress type
CounterTerrroristDressType = "ctDress"
)
var (
dressFactorySingleInstance = &DressFactory{
dressMap: make(map[string]Dress),
}
)
type DressFactory struct {
dressMap map[string]Dress
}
func (d *DressFactory) getDressByType(dressType string) (Dress, error) {
if d.dressMap[dressType] != nil {
return d.dressMap[dressType], nil
}
if dressType == TerroristDressType {
d.dressMap[dressType] = newTerroristDress()
return d.dressMap[dressType], nil
}
if dressType == CounterTerrroristDressType {
d.dressMap[dressType] = newCounterTerroristDress()
return d.dressMap[dressType], nil
}
return nil, fmt.Errorf("Wrong dress type passed")
}
func getDressFactorySingleInstance() *DressFactory {
return dressFactorySingleInstance
}
dress.go: 享元接口
package main
type Dress interface {
getColor() string
}
terroristDress.go: 具体享元对象
package main
type TerroristDress struct {
color string
}
func (t *TerroristDress) getColor() string {
return t.color
}
func newTerroristDress() *TerroristDress {
return &TerroristDress{color: "red"}
}
counterTerroristDress.go: 具体享元对象
package main
type CounterTerroristDress struct {
color string
}
func (c *CounterTerroristDress) getColor() string {
return c.color
}
func newCounterTerroristDress() *CounterTerroristDress {
return &CounterTerroristDress{color: "green"}
}
player.go: 背景
package main
type Player struct {
dress Dress
playerType string
lat int
long int
}
func newPlayer(playerType, dressType string) *Player {
dress, _ := getDressFactorySingleInstance().getDressByType(dressType)
return &Player{
playerType: playerType,
dress: dress,
}
}
func (p *Player) newLocation(lat, long int) {
p.lat = lat
p.long = long
}
game.go: 客户端代码
package main
type game struct {
terrorists []*Player
counterTerrorists []*Player
}
func newGame() *game {
return &game{
terrorists: make([]*Player, 1),
counterTerrorists: make([]*Player, 1),
}
}
func (c *game) addTerrorist(dressType string) {
player := newPlayer("T", dressType)
c.terrorists = append(c.terrorists, player)
return
}
func (c *game) addCounterTerrorist(dressType string) {
player := newPlayer("CT", dressType)
c.counterTerrorists = append(c.counterTerrorists, player)
return
}
main.go: 客户端代码
package main
import "fmt"
func main() {
game := newGame()
//Add Terrorist
game.addTerrorist(TerroristDressType)
game.addTerrorist(TerroristDressType)
game.addTerrorist(TerroristDressType)
game.addTerrorist(TerroristDressType)
//Add CounterTerrorist
game.addCounterTerrorist(CounterTerrroristDressType)
game.addCounterTerrorist(CounterTerrroristDressType)
game.addCounterTerrorist(CounterTerrroristDressType)
dressFactoryInstance := getDressFactorySingleInstance()
for dressType, dress := range dressFactoryInstance.dressMap {
fmt.Printf("DressColorType: %s\nDressColor: %s\n", dressType, dress.getColor())
}
}
output.txt: 执行结果
DressColorType: ctDress
DressColor: green
DressColorType: tDress
DressColor: red
