Go中如何继承

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在这里简单分享一下在Go中如何实现继承。

1. 简单的组合

说到继承我们都知道,在Go中没有extends关键字,也就意味着Go并没有原生级别的继承支持。这也是为什么我在文章开头用了伪继承这个词。本质上,Go使用interface实现的功能叫组合,Go是使用组合来实现的继承,说的更精确一点,是使用组合来代替的继承,举个很简单的例子。

1.1 实现父类

我们用很容易理解的动物-猫来举例子,废话不多说,直接看代码。

type Animal struct {
    Name string
}

func (a *Animal) Eat() {
    fmt.Printf("%v is eating", a.Name)
    fmt.Println()
}

type Cat struct {
    *Animal
}

cat := &Cat{
    Animal: &Animal{
        Name: "cat",
    },
}
cat.Eat() // cat is eating

1.2 代码分析

首先,我们实现了一个Animal的结构体,代表动物类。并声明了Name字段,用于描述动物的名字。
然后,实现了一个以Animal为receiver的Eat方法,来描述动物进食的行为。
最后,声明了一个Cat结构体,组合了Cat字段。再实例化一个猫,调用Eat方法,可以看到会正常的输出。
可以看到,Cat结构体本身没有Name字段,也没有去实现Eat方法。唯一有的就是组合了Animal父类,至此,我们就证明了已经通过组合实现了继承。

2. 优雅的组合

上面的仅仅是为了给还没有了解过Go组合的人看的。作为一个简单的例子来理解Go的组合继承,这是完全没有问题的 。但如果要运用在真正的开发中,那还是远远不够的。

举个例子,我如果是这个抽象类的使用者,我拿到animal类不能一目了然的知道这个类干了什么,有哪些方法可以调用。以及,没有统一的初始化方式,这意味着凡是涉及到初始化的地方都会有重复代码。如果后期有初始化相关的修改,那么只有一个一个挨着改。所以接下来,我们对上述的代码做一些优化。

2.1 抽象接口

接口用于描述某个类的行为。例如,我们即将要抽象的动物接口就会描述作为一个动物,具有哪些行为。常识告诉我们,动物可以进食(Eat),可以发出声音(bark),可以移动(move)等等。这里有一个很有意思的类比。

// 模拟动物行为的接口
type IAnimal interface {
    Eat() // 描述吃的行为
}

// 动物 所有动物的父类
type Animal struct {
    Name string
}

// 动物去实现IAnimal中描述的吃的接口
func (a *Animal) Eat() {
    fmt.Printf("%v is eating\n", a.Name)
}

// 动物的构造函数
func newAnimal(name string) *Animal {
    return &Animal{
        Name: name,
    }
}

// 猫的结构体 组合了animal
type Cat struct {
    *Animal
}

// 实现猫的构造函数 初始化animal结构体
func newCat(name string) *Cat {
    return &Cat{
        Animal: newAnimal(name),
    }
}

cat := newCat("cat")
cat.Eat() // cat is eating

在Go中其实没有关于构造函数的定义。例如我们在Java中可以使用构造函数来初始化变量,举个很简单的例子,Integer num = new Integer(1)。而在Go中就需要使用者自己通过结构体的初始化来模拟构造函数的实现。

然后在这里我们实现子类Cat,使用组合的方式代替继承,来调用Animal中的方法。运行之后我们可以看到,Cat结构体中并没有Name字段,也没有实现Eat方法,但是仍然可以正常运行。这证明我们已经通过组合的方式了实现了继承。

2.2 重写方法

// 猫结构体IAnimal的Eat方法
func (cat *Cat) Eat() {
    fmt.Printf("children %v is eating\n", cat.Name)
}

cat.Eat()
// children cat is eating

可以看到,Cat结构体已经重新实现了Animal中的Eat方法,这样就实现了重写。

2.3 参数多态

什么意思呢?举个例子,我们要如何在Java中解决函数的参数多态问题?熟悉Java的可能会想到一种解决方案,那就是通配符。用一句话概括,使用了通配符可以使该函数接收某个类的所有父类型或者某个类的所有子类型。但是我个人认为对于不熟悉Java的人来说,可读性不是特别友好。

而在Go中,就十分方便了。

func check(animal IAnimal) {
    animal.Eat()
}

在这个函数中就可以处理所有组合了Animal的单位类型,对应到Java中就是上界通配符,即一个可以处理任何特定类型以及是该特定类型的派生类的通配符,再换句人话,啥动物都能处理。

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