Go语言基础（三）—— 面向对象编程

前言：
本专题用于记录自己（647）在Go语言方向的学习和积累。
系列内容比较偏基础，推荐给想要入门Go语言开发者们阅读。
目录如下：
Go语言基础（一）—— 简介、环境配置、HelloWorld
Go语言基础（二）—— 基本常用语法
Go语言基础（三）—— 面向对象编程
Go语言基础（四）—— 优质的容错处理
Go语言基础（五）—— 并发编程
Go语言基础（六）—— 测试、反射、Unsafe
Go语言基础（七）—— 架构 & 常见任务
Go语言基础（八）—— 性能调优

本篇将介绍如下内容：
1.Go是面向对象的语言么？
2.结构体与行为（方法）的定义
3.接口（协议）

我们先来看个引子：“Is Go an object-oriented language？”

在Go的官方论坛里有世界各地的开发者讨论，
问：“Go是一种面向对象的语言吗？”

答案是：是也不是。

因为我们都知道，面向对象的三大特性是：

  1. 封装
    隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式，将变化隔离，便于使用，提高复用性和安全性。
  2. 继承
    提高代码复用性；继承是多态的前提。
  3. 多态
    父类或接口定义的引用变量可以指向子类或具体实现类的实例对象。提高了程序的拓展性。

然而，Go语言并不支持继承。提倡使用组合（has-a）而不是继承（is-a）。
具体内容可查看第一篇：《Go语言基础（一）—— 简介、环境配置、Hello World》 。 因此，我们说Go不是标准的“面向对象”语言。

那为什么又说也是“面向对象”语言呢？

虽然Go语言中无法继承，但它依然允许面向对象的编码风格。
Go中提供了接口（协议）的概念，提供了一种面向的新思路，且在某些方面更通用，更高效。因此，对比C++/Java等语言，Go变的更加轻量级。

一、结构体 / 行为（方法）的定义

1.结构体的定义

type Employee struct {
    Id   int
    Name string
    Age  int
}

2.结构体的三种初始化方式：

func TestCreateEmployeeObj(t *testing.T) {
    /* 第一种构造方式，返回对象 */
    e1 := Employee{1, "647", 23}

    /* 第二种构造方式，返回对象 */
    e2 := Employee{Id: 2, Name: "647", Age: 23}

    /* 第三种构造方式，返回指针 */
    e3 := new(Employee) // 返回指针
    e3.Id = 3
    e3.Age = 23
    e3.Name = "647"

    t.Log("e1 = ", e1)
    t.Log("e2 = ", e2)
    t.Log("e3 = ", *e3)
    t.Logf("e1 is %T", e1) // %T打印类型
    t.Logf("e2 is %T", e2)
    t.Logf("e3 is %T", *e3)
}

3.行为（方法）的定义：

  • 拷贝对象的方法定义：
func (e Employee) String1() string {
    fmt.Printf("String1's e address is %x\n", unsafe.Pointer(&e.Name))
    return fmt.Sprintf("Id:%d, Name:%s, Age:%d", e.Id, e.Name, e.Age)
}
  • 非拷贝行为（方法）的定义：
func (e *Employee) String2() string {
    fmt.Printf("String2's e address is %x\n", unsafe.Pointer(&e.Name))
    return fmt.Sprintf("Id:%d, Name:%s, Age:%d", e.Id, e.Name, e.Age)
}

这两种有什么区别呢？

其实从返回的结果来看是一致的，但“非拷贝行为（方法）的定义”会复用原来的对象，而拷贝行为（方法）的定义会复制出一个对象出来。（通过打印对象的内存地址可以发现。）

demo：

func TestStructOperations(t *testing.T) {
    e := Employee{1, "647", 23}
    fmt.Printf("Origin's e address is %x\n", unsafe.Pointer(&e.Name))
    t.Log("拷贝对象:", e.String1())
    t.Log("非拷贝对象:", e.String2())
}

打印结果：

二、接口（协议）

与其他编程语言的区别：

非侵入性：实现不依赖与接口的定义。
因此，接口的定义可以包含在接口的使用者package内。

举个例子：

实例代码：

// 接口（协议）的定义
type Programmer interface {
    WriteHelloWorld() string
}

// 接口（协议）的类型
type GoProgrammer struct {
}

// 接口（协议）的实现
func (_ *GoProgrammer) WriteHelloWorld() string {
    return "fmt.Println(\"Hello World\")"
}

// 测试demo：
func TestClient(t *testing.T) {
    var coder = new(GoProgrammer)
    t.Log(coder.WriteHelloWorld())
}

自定义类型：

我们可以把常用的一些类型做一些简化自定义，抽出来，便于代码的简洁和可读。

例如，我们想监测方法的耗时，用自定义类型简化就变成了这样：

type IntConv func(op int) int // 自定义类型

func timeSpent(inner IntConv) IntConv {
    return func(n int) int {
        start := time.Now()
        ret := inner(n)
        fmt.Println("time spent:", time.Since(start).Seconds())
        return ret
    }
}

func slowFunc(op int) int {
    time.Sleep(time.Second * 1)
    return op
}

func TestFunc(t *testing.T) {
    t.Log(timeSpent(slowFunc)(1))
}

其中：type IntConv func(op int) int就是自定义类型。

三、扩展（复用）

在本篇的开始，已经提到过 —— Go本身是不支持继承的。

因此，我们只能通过组合（has-a）的方式，来达到类似的效果。

我们举一个Pet与Dog的例子，直接上代码：

// Pet结构体
type Pet struct {
    id      int
    name    string
    variety string
}

func (p *Pet) Speak() {
    fmt.Print("Pet")
}

func (p *Pet) SpeakTo(host string) {
    p.Speak()
    fmt.Println(" speak to", host)
}

// Dog结构体
type Dog struct {
    Pet // 组合的方式（相当于拥有了所有Pet的方法与属性）
}

func (d *Dog) Speak() {
    fmt.Println("wang wang wang.") // 但并不支持重载
}

// 测试结果发现，依然是Pet，说明不支持重载（因为不是继承）
func TestDog(t *testing.T) {
    dog := new(Dog)
    dog.SpeakTo("647")
}

但是我们打印一下结果：

发现并不是 Dog speak to 647？

为什么呢？因为Go本身不支持继承，所以也不支持方法重载。
因此，我们在调用dog.SpeakTo的时候依然调用的是Pet的方法。
由此可见，Go确实不支持多继承。

四、空接口 & 断言

空接口：表示各种类型。
断言：将空接口转换成指定类型。

  • 空接口：
func DoSomething(p interface{}) {...}
  • 断言：
v, ok := p.(int) // ok = true时，代表转换成功。

举个例子，根据数据类型，打印不同的数据：

func DoSomething(p interface{}) {
    switch v := p.(type) {
    case int:
        fmt.Println("Integer:", v)
    case string:
        fmt.Println("String:", v)
    default:
        fmt.Println("Unknown Type.")
    }
}

func TestEmptyInterfaceAssertion(t *testing.T) {
    DoSomething(10)
    DoSomething("10")
}

那么问题来了，如何设计一个好的Go接口？

主要有以下几点：

  1. 使用小接口定义，甚至有的接口可以只定义一个方法。（这样，业务方在接入的时候，可以根据自己的需求，只实现个别接口）

  2. 可以采用接口套接口的形式，大接口由多个小接口组成。

  3. 业务方在实现功能时，只依赖于最小的接口。

举个例子：

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

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

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

func DoSomething(reader Reader) error {
    // ...
}

最后，本系列我是在蔡超老师的技术分享下总结、实战完成的，
感谢蔡超老师的技术分享。

PS：另附上，分享链接：《Go语言从入门到实战》
祝大家学有所成，工作顺利。谢谢！

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