Golang的垂直组合思维——type embedding

什么是Golang的正交组合-垂直组合思维:Tony Bai的博客 - Coding in GO way - Orthogonal Composition

Go语言通过type embedding实现垂直组合。组合方式莫过于以下这么几种:
a):construct interface by embedding interface
b):construct struct by embedding interface
c):construct struct by embedding struct
Go语言中没有继承,但是可以用结构体嵌入实现继承,还有接口这个东西。现在问题来了:什么场景下应该用继承,什么场景下应该用接口。这里从一个实际的案例出发。

问题描述:

网游服务器中的一个例子。假设每个实体都有一个ObjectID,每一个实例都有一个独一无二的ObjectID。用面向对象的观点,就是有一个Object对象,里面有getID()方法,所有对象都是继承自Object对象。
Creature继承Object,表示游戏中的生物。然后像Monster,Human,都继承自Creature的。Item也继承自Object,表示物品类。除了像装备这种很直观的物品,尸体这类Corpse也是继承自Item的。而尸体又有分MonsterCorpse和HumanCorpse等。
Effect也继承自Object,表示效果类。比如玩家身上的状态。还有其它很多很多,全是以Object为基类的。
总之,Object是一个最下面的基类,直接的派生类很多,派生类的派生类更多,这样一颗继承树结构。

实现方法:

construct struct by embedding struct

这是最简单的继承的方式:

//construct struct by embedding struct
type Object struct{
    ID uint
}
type Creature sturct {
    Object // Creature继承自Object
}
type Monster struct {
    Creature // Monster继承自Monster
}

这样做的好处就是,Monster直接可以调用到Creature里的方法,Creature直接可以调用Object里的方法。不用重写代码。
但是,Go中没有基类指针指向派生类对象,不可以Object指向一个Monster对象,调用Monster中的方法。
而我们实际上在很多地方需要这种抽象类型机制,比如存储需要存Creature类型,使用的时候再具体用Monster类型方法。
struct中嵌入struct,被嵌入的struct的method会被提升到外面的类型中。比如stl中的poolLocal struct,对于外部来说它拥有了Lock和Unlock方法,但是实际调用时,method调用实际被传给poolLocal中的Mutex实例。

// sync/pool.go
  type poolLocal struct {
      private interface{}   // Can be used only by the respective P.
      shared  []interface{} // Can be used by any P.
      Mutex                 // Protects shared.
      pad     [128]byte     // Prevents false sharing.
  }

construct interface by embedding interface

我们新建一个工程并定义Object接口:

//object/object.go
package object
type Object interface {
    GetID() uint  
    //每一个Object的实现类型都有一个ID值,通过GetID()获取其ID
}

Creature也定义为一个接口,他继承于Object,且拥有自己的方法Create()。为了体现继承的关系,我把它放在了子目录下:

//object/creature/creature.go
package creature
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
)

type Creature interface {
    object.Object
    Create()
}

同样Human和Monster都继承于Creature,且拥有各自独一无二的方法Human.Born()[略]和Monster.Hatch():

//object/creature/monster/monster.go
package monster
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature"
)
type Monster interface {
    creature.Creature
    Hatch()
}
type Mstr struct{/*some properties*/}

为了使Mstr能够实现接口Monster,我们需要为他实现func:

func (this *Mstr) GetID() uint{/*your code*/}  
func (this *Mstr) Create() {/*your code*/}
func (this *Mstr) Hatch(){/*your code*/}
func NewMonster () Monster{return &Monster_s{}}

这样就不会出现construct struct by embedding struct时出现的基类指针无法指向子类的问题。现在一个东西实现Object,如果它是Monster,那么一定是Creature。但属于父类的GetID和Create方法是没法复用的,也就是说对于Hum struct,我们仍需要重写GetID和Create方法。如果这些方法实现基本相同,那么将会出现大量冗余代码。

construct struct by embedding interface

为了复用父类的方法,我们必须把方法定义在父类中。于是我们就想到了在父类中创建struct供子类继承,在父类的struct中实现方法func:

//object/object.go
package object
type Object interface {
    GetID() uint
}
type Obj struct {   //needs to be public
    id uint
}
func (this *Obj) GetID() uint{
    return this.id
}

为Creature接口创建的struct Crea 通过construct struct by embedding struct继承Obj,如此便继承了GetID的方法:

//object/creature/creature.go
package creature
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
)
type Creature interface {
    object.Object
    Create()
}
type Crea struct {
    object.Obj      //struct 中绑定interface和struct的区别?
                    // Object只实现了一个Obj实例,这个实例的作用是被继承,提供父类的代码,因此应该继承Obj,而非Object
}
func (t *Crea) Create(){
    fmt.Println("This is a Base Create Method")
}
func (t *Crea)GetID() uint{  //override
    fmt.Println("Override GetID from Creature")
    return t.Obj.GetID()
    //t.GetID()  it is a recursive call
}

为什么是construct struct by embedding struct而不是construct struct by embedding interface?如果可以实现绑定接口而非实例的话,我们是否可以不对外公开struct Obj呢。
作者至现在思考的结果是,绑定接口是可行的。不对外公开struct Obj(换言之,让使用者无法自如的创建struct Obj)的前提是库中使用Obj的代码都与Obj在同一个package中(不符合业务逻辑,但作者看过的几个第三方包中的确有将所有代码写在一个package甚至一个文件中的情况)。
之所以在此绑定了Objstruct而非Objectinterface,是因为我们只创建了一个Objectinterface的实例,省去了赋值(给interfacestruct)的麻烦。具体而言,标准库中的package context中timerCtx绑定的是cancelCtx这一个struct。

//context.go
package context

type Context interface {
    //......
}

type cancelCtx struct {
    Context
    mu       sync.Mutex            // protects following fields
    done     chan struct{}         // created lazily, closed by first cancel call
    children map[canceler]struct{} // set to nil by the first cancel call
    err      error                 // set to non-nil by the first cancel call
}

type timerCtx struct {
    cancelCtx          //construct struct by embedding struct
    timer *time.Timer   // Under cancelCtx.mu.
    deadline time.Time
}

func (c *timerCtx) cancel(removeFromParent bool, err error) {
    c.cancelCtx.cancel(false, err)  //具体调用
    //......

需要注意的是,具体调用是、timerCtx调用(cancelCtx.cancel)的方法,而非(timerCtx.cancelCtx)调用cancel方法。(很基础但很重要)

而如果我们在父类实现多个GetID的方法,并希望在子类中加以选择,那么我们就需要创建两个struct并分别实现不同的方法,使用construct struct by embedding interface来决定绑定哪一个struct。另外,如果使用construct struct by embedding interface,则不可以越过父类的方法(如果存在的话)去执行爷类(???)定义的方法。
为什么说在不同package下不公开struct(即struct obj)不可行,因为不是在同一个package中进行赋值。也就是说必须公开对外可见后,外部才得以使用他来赋值。而使用NewObj(...)作包裹从本质而言也是一个道理。
最后我们给出Monster的代码,可以发现,他只需要实现自己独有的方法即可。当然它也可以有选择性的override父类的方法:

//object/creature/monster/monster.go
package monster
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature"
)
type Monster interface {
    creature.Creature
    Hatch()
}
type Monster_s struct {
    creature.Crea
    alive bool
}
func (t *Monster_s) Hatch(){
    t.Create()
    fmt.Println("After created, i was hatched")
}
func (t *Monster_s) Create(){
    t.Crea.Create()
    fmt.Println("This is an Override Create Method from monster")
}
func (t *Monster_s)GetID() uint{
    fmt.Println("Override GetID from Monster")
    //return t.Crea.GetID()
    return t.Obj.GetID()        //直接调用父类的父类(Obj)的方法,
                                //跳过了Creature重写的方法。
    //t.GetID()  recursive call
}

func NewMonster (m object.ObjectManager) Monster{...}

最后看一下main.go:

package main

import (
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature/monster"
)

func main() {
    mstr:=monster.NewMonster()
    mstr.Hatch()
}

我在Github-multi-inheritance上传了本次实验的Demo,包括完善了各函数的代码,大家可以通过

go get github.com/ovenvan/multi-inheritance

下载该Demo并提出修改意见。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 220,192评论 6 511
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,858评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 166,517评论 0 357
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 59,148评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,162评论 6 397
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,905评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,537评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,439评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,956评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,083评论 3 340
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,218评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,899评论 5 347
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,565评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,093评论 0 23
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,201评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,539评论 3 375
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,215评论 2 358

推荐阅读更多精彩内容