聊聊 Go 语言中的面向对象编程
我们知道,在 Go 语言中没有类(Class)的概念,但这并不意味着 Go 语言不支持 面向对象编程
,毕竟面向对象只是一种编程思想。
让我们回忆一下面向对象的三大基本特征:
- 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
- 继承:使得子类具有父类的属性和方法或者重新定义、追加属性和方法等
- 多态:不同对象中同种行为的不同实现方式
我们一起来看看 Go 语言是如何在没有类(Class)的情况下实现这三大特征的。
封装
「类」
在 Go 语言中可以使用 结构体
( Structs
)对属性进行封装,结构体就像是类的一种简化形式。
例如,我们要定义一个矩形,每个矩形都有长和宽,我们可以这样进行封装:
type Rectangle struct { Length int Width int } 复制代码
方法
既然有了「类」,你可能会问了,那「类」的 方法
在哪呢?
Go 语言中也有 方法
( Methods
):
Go 方法是作用在接收者( receiver
)上的一个函数,接收者是某种类型的变量。因此方法是一种特殊类型的函数。
定义方法的格式如下:
func (recv receiver_type) methodName(parameter_list) (return_value_list) { ... } 复制代码
上文中我们已经定义了一个矩形 Rectangle
,现在我们要定义一个方法 Area()
来计算它的面积:
package main import ( "fmt" ) // 矩形结构体 type Rectangle struct { Length int Width int } // 计算矩形面积 func (r *Rectangle) Area() int { return r.Length * r.Width } func main() { r := Rectangle{4, 2} // 调用 Area() 方法,计算面积 fmt.Println(r.Area()) } 复制代码
上面的代码片段输出结果为 8。
访问权限
我们常会说一个类的属性是 公共
的还是 私有
的,在其他编程语言中,我们常用 public
与 private
关键字来表达这样一种访问权限。
在 Go 语言中没有 public
、 private
、 protected
这样的访问控制修饰符,它是 通过字母大小写来控制可见性
的。
如果定义的常量、变量、类型、接口、结构、函数等的名称是大写字母开头,这表示它们能被 其它包
访问或调用(相当于 public
);非大写开头就只能在 包内使用
(相当于 private
)。
访问未导出字段
当遇到 只能在包内使用的未导出字段
时,我们又该如何访问呢?
和其他面向对象语言一样,Go 语言也有实现 getter
和 setter
的方式:
-
对于
setter
方法使用Set
前缀 -
对于
getter
方法 只使用成员名
例如我们现在有一个处于 person
包中的 Person
结构体:
package person type Person struct { firstName string lastName string } 复制代码
我们可以看到,它的两个成员变量都是 非大写字母开头
,只能在包内使用,现在我们为其中的 firstName
来定义 setter
与 getter
:
// 获取 firstName func (p *Person) FirstName() string { return p.firstName } // 设置 firstName func (p *Person) SetFirstName(newName string) { p.firstName = newName } 复制代码
这样一来,我们就可以在 main
包里设置和获取 firstName
的值了:
package main import ( "fmt" "./person" ) func main() { p := new(person.Person) p.SetFirstName("firstName") fmt.Println(p.FirstName()) } /* Output: firstName */ 复制代码
继承
在 Go 语言中没有 extends
关键字,它使用 在结构体中内嵌匿名类型
的方法来实现继承。
匿名类型:即这些类型没有显式的名字。
我们定义一个 Engine
接口类型,一个 Car
结构体,让 Car
结构体包含一个 Engine
类型的匿名字段:
type Engine interface { Start() Stop() } type Car struct { Engine // 包含 Engine 类型的匿名字段 } 复制代码
此时,匿名字段 Engine
上的方法「 晋升
」成为了外层类型 Car
的方法。我们可以构建出如下代码:
func (c *Car) GoToWorkIn() { // get in car c.Start() // drive to work c.Stop() // get out of car } 复制代码
多态
在面向对象中,多态的特征为: 不同对象中同种行为的不同实现方式
。在 Go 语言中可以使用 接口
实现这一特征。
我们先定义一个正方形 Square
和一个长方形 Rectangle
:
// 正方形 type Square struct { side float32 } // 长方形 type Rectangle struct { length, width float32 } 复制代码
然后,我们希望可以计算出这两个几何图形的面积。但由于他们的面积计算方式不同,我们需要定义两个不同的 Area()
方法。
于是,我们可以定义一个包含 Area()
方法的接口 Shaper
,让 Square
和 Rectangle
都实现这个接口里的 Area()
:
// 接口 Shaper type Shaper interface { Area() float32 } // 计算正方形的面积 func (sq *Square) Area() float32 { return sq.side * sq.side } // 计算长方形的面积 func (r *Rectangle) Area() float32 { return r.length * r.width } 复制代码
我们可以在 main()
函数中这样调用 Area()
:
func main() { r := &Rectangle{10, 2} q := &Square{10} // 创建一个 Shaper 类型的数组 shapes := []Shaper{r, q} // 迭代数组上的每一个元素并调用 Area() 方法 for n, _ := range shapes { fmt.Println("图形数据: ", shapes[n]) fmt.Println("它的面积是: ", shapes[n].Area()) } } /*Output: 图形数据: &{10 2} 它的面积是: 20 图形数据: &{10} 它的面积是: 100 */ 复制代码
由以上代码输出结果可知:
不同对象调用 Area()
方法产生了不同的结果
,展现了多态的特征。