Go 系列教程 —— 28. 多态

Noluye · · 14650 次点击 · · 开始浏览    
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欢迎来到 [Golang 系列教程](https://studygolang.com/subject/2)的第 28 篇。 Go 通过[接口](https://studygolang.com/articles/12266)来实现多态。我们已经讨论过,在 Go 语言中,我们是隐式地实现接口。一个类型如果定义了接口所声明的全部[方法](https://studygolang.com/articles/12264),那它就实现了该接口。现在我们来看看,利用接口,Go 是如何实现多态的。 ## 使用接口实现多态 一个类型如果定义了接口的所有方法,那它就隐式地实现了该接口。 **所有实现了接口的类型,都可以把它的值保存在一个接口类型的变量中。在 Go 中,我们使用接口的这种特性来实现多态**。 通过一个程序我们来理解 Go 语言的多态,它会计算一个组织机构的净收益。为了简单起见,我们假设这个虚构的组织所获得的收入来源于两个项目:`fixed billing` 和 `time and material`。该组织的净收益等于这两个项目的收入总和。同样为了简单起见,我们假设货币单位是美元,而无需处理美分。因此货币只需简单地用 `int` 来表示。(我建议阅读 https://forum.golangbridge.org/t/what-is-the-proper-golang-equivalent-to-decimal-when-dealing-with-money/413 上的文章,学习如何表示美分。感谢 Andreas Matuschek 在评论区指出这一点。) 我们首先定义一个接口 `Income`。 ```go type Income interface { calculate() int source() string } ``` 上面定义了接口 `Interface`,它包含了两个方法:`calculate()` 计算并返回项目的收入,而 `source()` 返回项目名称。 下面我们定义一个表示 `FixedBilling` 项目的结构体类型。 ```go type FixedBilling struct { projectName string biddedAmount int } ``` 项目 `FixedBillin` 有两个字段:`projectName` 表示项目名称,而 `biddedAmount` 表示组织向该项目投标的金额。 `TimeAndMaterial` 结构体用于表示项目 Time and Material。 ```go type TimeAndMaterial struct { projectName string noOfHours int hourlyRate int } ``` 结构体 `TimeAndMaterial` 拥有三个字段名:`projectName`、`noOfHours` 和 `hourlyRate`。 下一步我们给这些结构体类型定义方法,计算并返回实际收入和项目名称。 ```go func (fb FixedBilling) calculate() int { return fb.biddedAmount } func (fb FixedBilling) source() string { return fb.projectName } func (tm TimeAndMaterial) calculate() int { return tm.noOfHours * tm.hourlyRate } func (tm TimeAndMaterial) source() string { return tm.projectName } ``` 在项目 `FixedBilling` 里面,收入就是项目的投标金额。因此我们返回 `FixedBilling` 类型的 `calculate()` 方法。 而在项目 `TimeAndMaterial` 里面,收入等于 `noOfHours` 和 `hourlyRate` 的乘积,作为 `TimeAndMaterial` 类型的 `calculate()` 方法的返回值。 我们还通过 `source()` 方法返回了表示收入来源的项目名称。 由于 `FixedBilling` 和 `TimeAndMaterial` 两个结构体都定义了 `Income` 接口的两个方法:`calculate()` 和 `source()`,因此这两个结构体都实现了 `Income` 接口。 我们来声明一个 `calculateNetIncome` 函数,用来计算并打印总收入。 ```go func calculateNetIncome(ic []Income) { var netincome int = 0 for _, income := range ic { fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate()) netincome += income.calculate() } fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome) } ``` 上面的[函数](https://studygolang.com/articles/11892)接收一个 `Income` 接口类型的[切片](https://studygolang.com/articles/12121)作为参数。该函数会遍历这个接口切片,并依个调用 `calculate()` 方法,计算出总收入。该函数同样也会通过调用 `source()` 显示收入来源。根据 `Income` 接口的具体类型,程序会调用不同的 `calculate()` 和 `source()` 方法。于是,我们在 `calculateNetIncome` 函数中就实现了多态。 如果在该组织以后增加了新的收入来源,`calculateNetIncome` 无需修改一行代码,就可以正确地计算总收入了。:) 最后就剩下这个程序的 `main` 函数了。 ```go func main() { project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000} project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000} project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25} incomeStreams := []Income{project1, project2, project3} calculateNetIncome(incomeStreams) } ``` 在上面的 `main` 函数中,我们创建了三个项目,有两个是 `FixedBilling` 类型,一个是 `TimeAndMaterial` 类型。接着我们创建了一个 `Income` 类型的切片,存放了这三个项目。由于这三个项目都实现了 `Interface` 接口,因此可以把这三个项目放入 `Income` 切片。最后我们将该切片作为参数,调用了 `calculateNetIncome` 函数,显示了项目不同的收益和收入来源。 以下完整的代码供你参考。 ```go package main import ( "fmt" ) type Income interface { calculate() int source() string } type FixedBilling struct { projectName string biddedAmount int } type TimeAndMaterial struct { projectName string noOfHours int hourlyRate int } func (fb FixedBilling) calculate() int { return fb.biddedAmount } func (fb FixedBilling) source() string { return fb.projectName } func (tm TimeAndMaterial) calculate() int { return tm.noOfHours * tm.hourlyRate } func (tm TimeAndMaterial) source() string { return tm.projectName } func calculateNetIncome(ic []Income) { var netincome int = 0 for _, income := range ic { fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate()) netincome += income.calculate() } fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome) } func main() { project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000} project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000} project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25} incomeStreams := []Income{project1, project2, project3} calculateNetIncome(incomeStreams) } ``` [在 playground 上运行](https://play.golang.org/p/UClAagvLFT) 该程序会输出: ``` Income From Project 1 = $5000 Income From Project 2 = $10000 Income From Project 3 = $4000 Net income of organisation = $19000 ``` ## 新增收益流 假设前面的组织通过广告业务,建立了一个新的收益流(Income Stream)。我们可以看到添加它非常简单,并且计算总收益也很容易,我们无需对 `calculateNetIncome` 函数进行任何修改。这就是多态的好处。 我们首先定义 `Advertisement` 类型,并在 `Advertisement` 类型中定义 `calculate()` 和 `source()` 方法。 ```go type Advertisement struct { adName string CPC int noOfClicks int } func (a Advertisement) calculate() int { return a.CPC * a.noOfClicks } func (a Advertisement) source() string { return a.adName } ``` `Advertisement` 类型有三个字段,分别是 `adName`、`CPC`(每次点击成本)和 `noOfClicks`(点击次数)。广告的总收益等于 `CPC` 和 `noOfClicks` 的乘积。 现在我们稍微修改一下 `main` 函数,把新的收益流添加进来。 ```go func main() { project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000} project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000} project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25} bannerAd := Advertisement{adName: "Banner Ad", CPC: 2, noOfClicks: 500} popupAd := Advertisement{adName: "Popup Ad", CPC: 5, noOfClicks: 750} incomeStreams := []Income{project1, project2, project3, bannerAd, popupAd} calculateNetIncome(incomeStreams) } ``` 我们创建了两个广告项目,即 `bannerAd` 和 `popupAd`。`incomeStream` 切片包含了这两个创建的广告项目。 ```go package main import ( "fmt" ) type Income interface { calculate() int source() string } type FixedBilling struct { projectName string biddedAmount int } type TimeAndMaterial struct { projectName string noOfHours int hourlyRate int } type Advertisement struct { adName string CPC int noOfClicks int } func (fb FixedBilling) calculate() int { return fb.biddedAmount } func (fb FixedBilling) source() string { return fb.projectName } func (tm TimeAndMaterial) calculate() int { return tm.noOfHours * tm.hourlyRate } func (tm TimeAndMaterial) source() string { return tm.projectName } func (a Advertisement) calculate() int { return a.CPC * a.noOfClicks } func (a Advertisement) source() string { return a.adName } func calculateNetIncome(ic []Income) { var netincome int = 0 for _, income := range ic { fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate()) netincome += income.calculate() } fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome) } func main() { project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000} project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000} project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25} bannerAd := Advertisement{adName: "Banner Ad", CPC: 2, noOfClicks: 500} popupAd := Advertisement{adName: "Popup Ad", CPC: 5, noOfClicks: 750} incomeStreams := []Income{project1, project2, project3, bannerAd, popupAd} calculateNetIncome(incomeStreams) } ``` [在 playground 中运行](https://play.golang.org/p/BYRYGjSxFN) 上面程序会输出: ``` Income From Project 1 = $5000 Income From Project 2 = $10000 Income From Project 3 = $4000 Income From Banner Ad = $1000 Income From Popup Ad = $3750 Net income of organisation = $23750 ``` 你会发现,尽管我们新增了收益流,但却完全没有修改 `calculateNetIncome` 函数。这就是多态带来的好处。由于新的 `Advertisement` 同样实现了 `Income` 接口,所以我们能够向 `incomeStreams` 切片添加 `Advertisement`。`calculateNetIncome` 无需修改,因为它能够调用 `Advertisement` 类型的 `calculate()` 和 `source()` 方法。 本教程到此结束。祝你愉快。 **上一教程 - [组合取代继承](https://studygolang.com/articles/12680)** **下一教程 - [Defer](https://studygolang.com/articles/12719)**

via: https://golangbot.com/polymorphism/

作者:Nick Coghlan  译者:Noluye  校对:polaris1119

本文由 GCTT 原创编译,Go语言中文网 荣誉推出


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