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
}
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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) { ... }
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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())
}
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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
}
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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
}
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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
*/
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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
}
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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
}
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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
}
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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
}
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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
*/
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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。
总结
- 面向对象的三大特征是:封装、继承和多态
- Go 语言使用结构体对属性进行封装,结构体就像是类的一种简化形式
- 在 Go 语言中,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
- 名称首字母的大小写决定了该变量/常量/类型/接口/结构/函数……能否被外部包导入
- 无法被导入的字段可以使用
getter
和setter
的方式来访问 - Go 语言使用在结构体中内嵌匿名类型的方法来实现继承
- 使用接口可以实现多态
参考资料
- 《Go 入门指南》: github.com/unknwon/the…
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