浅谈用Go构建不可变的数据结构的方法

2020-01-28 14:07:25于丽

共享状态是比较容易理解和使用的,但是可能产生隐晦以至于很难追踪的 bugs。尤其是在我们的数据结构只有部分是通过引用传递的。切片就是这么一个很好的例子。后续我会作出更加详细的讲解。

在处理经过多级变换或状态的数据时,不可变数据结构是非常有用的。不可变仅意味着原始结构是不可以被改变的,而每一个新的结构副本都是以新的属性值创建。

让我们看个简单的例子:


type Person struct {
  Name      string
  FavoriteColors []string
}

显然,我们可以实例化一个Person然后随心所欲地更改它的属性。事实上,这样做并没有任何错。但是,当你处理更加复杂的、传递引用和切片的嵌套式数据结构,或者利用通道传递副本时,以某些姿势更改这些共享的数据副本可能会导致不易察觉的 bugs。

为啥我之前就没有遇到过这种问题呢?

如果没有重度使用 channel 或代码基本是串行执行的,由于从定义上讲每次只有一个操作能够作用在数据上,你不大可能会遇见这些不明显的 bugs。

再者,除了避免 bugs外,不可变数据结构还有其他优势:

    由于状态绝不会原地更新,这对一般的调试和记录每个变换步骤以用于后续监控是非常有用的 撤销或“时光倒流”的能力不仅是可能的,而且是小菜一碟,只需一个赋值操作即可 由于正确且安全的实现需要损失性能和费尽心思地仔细设置/测试内存锁,共享状态被广泛认为是糟糕的做法

Getter 和 Wither

Getter 返回数据,setter 改变数据,wither 创建新状态。

基于 getter 和 wither,我们可以精准控制能被改变的属性。这也为我们提供了一种记录变换的有效方式(后续)。

新的代码如下:


type Person struct {
  name      string
  favoriteColors []string
}

func (p Person) WithName(name string) Person {
  p.name = name
  return p
}

func (p Person) Name() string {
  return p.name
}

func (p Person) WithFavoriteColors(favoriteColors []string) Person {
  p.favoriteColors = favoriteColors
  return p
}

func (p Person) FavoriteColors() []string {
  return p.favoriteColors
}

需要注意的关键点如下:

    Person 的属性都是私有的,因此外部包无法绕过 Person 提供的方法来访问其属性 Person 的方法接收的不是 *Person。这就保证了结构通过值传递,返回的也是值 注意一下:我用了“With”而不是“Set”来表明重要的是返回值且原始对象并没有像调用 setter 那样被更改 对同一个包下的代码来说,所有属性依然是可访问(也就可更改)的。我们绝不应该直接和属性交互,而是在同一个包下也应一直坚持使用方法 每个 wither 返回的都是 Person,所以他们是可串联的