Golang笔记（二）面向对象的设计

Golang笔记（二）面向对象的设计

Golang本质还是面向过程的语言，但它实现了一些OOP的特性，包括抽象、封装、继承和多态。

抽象和封装

Golang和C语言一样以struct为数据结构核心，不同的是Golang的struct可以定义自己的函数，这使得struct有了一些class的特点，所以Golang具有OOP里抽象和封装的概念。举个栗子来说，f是os.OpenFile()函数返回的File类型指针，File结构体实现了Close()函数，通过f.Close()调用File结构体里的Close()函数。下面是File和其Close()函数的定义：

type File struct {
    ...
}
...
func (f *File) Close() error {
	...
}

Embedding模拟继承

Golang提供一种称为组合(Composition)的方法实现类似继承的特性。本质上Golang并没有继承(extend)这个概念，Composition是通过在struct里进行嵌套包含的方式提供了类似继承的方法。Composition有两种形式：非匿名组合(has-a)和匿名组合(Pseudo is-a)。

has-a就是简单的struct包含，struct A里包含了struct B，通过A.B.Func()调用了B里的Func()，这种直接调用的方式并不让人觉得是继承。

Pseudo is-a即Golang的Embedding特性，通过在struct A里匿名字段来假装A从B里继承。

看如下栗子，来理解一下Golang的Embedding机制：

type A struct {
	...
}
func (a *A) Func1() {
	fmt.Printf("A Func1 is called")
}
func (a *A) Func2() {
	fmt.Printf("A Func2 is called")
}
type B struct {
	A //Embedded struct A
	...
}
func (b *B) Func1() {
	fmt.Printf("B Func1 is called")
}
func main() {
	B.Func2() //B继承了A的Func2()，此处输出：A Func2 is called
	B.Func1() //B重写了Func1()，此处输出：B Func1 is called
}

以上栗子说明Golang支持方法重写，但要注意它并不支持方法的重载。如下面代码A.Func2里调用a.Func1并不会被重载成B.Func1：

func (a *A) Func2() {
	fmt.Printf("A Func2 is called")
	a.Func1()  //此处a还是A，并不会被重载为B
}
func main() {
	B.Func2() //输出：A Func2 is called 和 A Func1 is called
}

除了不支持重载，Golang也不支持多继承。如struct C如果继承了struct A和struct B，必须显示引用A和B里的函数以区分其中相同的函数名。同样Embedding机制也不提供多态特性，在上面的栗子中将B类型变量赋值给A类型的变量会报编译错误。Golang并不符合面向对象中的一个重要基本原则--里氏代换原则(Liskov Substitution Principle LSP)。

所以，Golang只是模拟继承特性。

Interface实现多态

Golang通过interface提供了多态的功能。Golang的interface设计最牛逼之处在于，任何数据结构只要实现了interface所定义的函数，就自动实现了这个interface。相比c++或者java要在class里进行冗长的声明，Golang的这个设计大大简化了interface的定义方式。Golang通过"interface"关键字定义了一套接口。如下代码是package "io"里定义的Reader和Writer接口：

type Reader interface {
        Read(p []byte) (n int, err error)
}
type Writer interface {
        Write(p []byte) (n int, err error)
}

如下是一些常用的package的数据结构里实现的Reader和Writer接口：

1. os.File.Read()和os.File.Write()
2. strings.Reader.Read()
3. bufio.Reader.Read()和bufio.Writer.Write()
4. bytes.Buffer.Read()和bytes.Buffer.Write()

当然你也可以定义自己的数据结构实现Reader和Writer接口。这样的数据结构变量即可直接用于interface变量的赋值。通过下面这个栗子即可快速理解Interface的作用：

func myRead(r Reader) {
	r.Read()
}
func main() {
	f, err := os.Open("./file")
	myRead(f) //use os.File as Reader Interface

	r := strings.NewReader("this is a string")
	myRead(r) //use strings.Reader as Reader Interface
}

综上，Golang实现了OOP的一些特性，使其易于面向对象的编程思路。