Go语言——没有对象的面向对象编程
本文译自Steve Francia在OSCON 2014的一个PPT，原作请前往：https://spf13.com/presentation/go-for-object-oriented-programmers/
对我来说，最吸引我的不是Go拥有的特征，而是那些被故意遗漏的特征。 —— txxxxd
为什么你要创造一种从理论上来说，并不令人兴奋的语言？
因为它非常有用。 —— Rob Pike
Go中的“对象”
要探讨Go语言中的对象，我们先搞清楚一个问题：
Go语言有对象吗？
从语法上来说，
- Go中没有类（Classes）
- Go中没有“对象”（Objects）
到底什么是对象？
对象是一种抽象的数据类型，拥有状态（数据）和行为（代码）。 —— Steve Francia
在Go语言中，我们这样声明一个类型：
类型声明（Struct）
type Rect struct {
width int
height int
}
然后我们可以给这个Struct声明一个方法
func (r *Rect) Area() int {
return r.width * r.height
}
用起来就像这样
func main() {
r := Rect{width: 10, height: 5}
fmt.Println("area: ", r.Area())
}
我们不光可以声明结构体类型，我们可以声明任何类型。比如一个切片：
类型声明（Slice）
type Rects []*Rect
同样也可以给这个类型声明一个方法
func (rs Rects) Area() int {
var a int
for _, r := range rs {
a += r.Area()
}
return a
}
用起来
func main() {
r := &Rect{width: 10, height: 5}
x := &Rect{width: 7, height: 10}
rs := Rects{r, x}
fmt.Println("r's area: ", r.Area())
fmt.Println("x's area: ", x.Area())
fmt.Println("total area: ", rs.Area())
}
https://play.golang.org/p/G1OWXPGvc3
我们甚至可以声明一个函数类型
类型声明（Func）
type Foo func() int
同样的，给这个（函数）类型声明一个方法
func (f Foo) Add(x int) int {
return f() + x
}
然后用起来
func main() {
var x Foo
x = func() int { return 1 }
fmt.Println(x())
fmt.Println(x.Add(3))
}
https://play.golang.org/p/YGrdCG3SlI
通过上边的例子，这样看来，其实
Go有“对象”
那么我们来看看
“面向对象”的Go
如果一种语言包含对象的基本功能：标识、属性和特性，则通常认为它是基于对象的。
如果一种语言是基于对象的，并且具有多态性和继承性，那么它被认为是面向对象的。 —— Wikipedia
第一条，我们在上边的例子看到了，go中的type declaration其实满足了Go语言是基于对象的。那么，
Go是基于对象的，它是面向对象的吗？
我们来看看关于第二条，继承性和多态性
继承
- 提供对象的复用
- 类是按层级创建的
- 继承允许一个类中的结构和方法向下传递这种层级
Go中实现继承的方式
- Go明确地避免了继承
- Go严格地遵循了符合继承原则的组合方式
- Go中通过嵌入类型来实现组合
组合
- 提供对象的复用
- 通过包含其他的对象来声明一个对象
- 组合使一个类中的结构和方法被拉进其他类中
继承把“知识”向下传递，组合把“知识”向上拉升 —— Steve Francia
嵌入类型
type Person struct {
Name string
Address
}
type Address struct {
Number string
Street string
City string
State string
Zip string
}
给被嵌入的类型声明一个方法
func (a *Address) String() string {
return a.Number + " " + a.Street + "\n" + a.City + ", " + a.State + " " + a.Zip + "\n"
}
使用组合字面量声明一个Struct
func main() {
p := Person{
Name: "Steve",
Address: Address{
Number: "13",
Street: "Main",
City: "Gotham",
State: "NY",
Zip: "01313",
},
}
}
跑起来试试
func main() {
p := Person{
Name: "Steve",
Address: Address{
Number: "13",
Street: "Main",
City: "Gotham",
State: "NY",
Zip: "01313",
},
}
fmt.Println(p.String())
}
https://play.golang.org/p/9beVY9jNlW
升级
- 升级会检查一个内部类型是否能满足需要，并“升级”它
- 内嵌的数据域和方法会被“升级”
- 升级发生在运行时而不是声明时
- 被升级的方法被认为是符合接口的
升级不是重载
func (a *Address) String() string {
return a.Number + " " + a.Street + "\n" + a.City + ", " + a.State + " " + a.Zip + "\n"
}
func (p *Person) String() string {
return p.Name + "\n" + p.Address.String()
}
外部结构的方法和内部结构的方法都是可见的
func main() {
p := Person{
Name: "Steve",
Address: Address{
Number: "13",
Street: "Main",
City: "Gotham",
State: "NY",
Zip: "01313",
},
}
fmt.Println(p.String())
fmt.Println(p.Address.String())
}
https://play.golang.org/p/Aui0nGa5Xi
这两个类型仍然是两个不同的类型
func isValidAddress(a Address) bool {
return a.Street != ""
}
func main() {
p := Person{
Name: "Steve",
Address: Address{
Number: "13",
Street: "Main",
City: "Gotham",
State: "NY",
Zip: "01313",
},
}
// 这里不能用 p (Person类型) 作为 Address类型的IsValidAddress参数
// cannot use p (type Person) as type Address in argument to isValidAddress
fmt.Println(isValidAddress(p))
fmt.Println(isValidAddress(p.Address))
}
https://play.golang.org/p/KYjXZxNBcQ
升级不是子类型
多态
为不同类型的实体提供单一接口
通常通过泛型、重载和/或子类型实现
Go中实现多态的方式
- Go明确避免了子类型和重载
- Go尚未提供泛型
- Go的接口提供了多态功能
接口
- 接口就是（要实现某种功能所需要提供的）方法的列表
- 结构上的类型 vs 名义上的类型
- “如果什么东西能做这件事，那么就可以在这使用它”
- 惯例上就叫它 某种东西
Go语言采用了鸭式辩型，和JavaScript类似。鸭式辩型的思想是，只要一个动物走起路来像鸭子，叫起来像鸭子，那么就认为它是一只鸭子。 也就是说，只要一个对象提供了和某个接口同样（在Go中就是相同签名）的方法，那么这个对象就可以当做这个接口来用。并不需要像Java中一样显式的实现（implements）这个接口。
接口声明
type Shaper interface{
Area() int
}
然后把这个接口作为一个参数类型
func Describe(s Shaper) {
fmt.Println("Area is: ", s.Area())
}
这样用
func main() {
r := &Rect{width: 10, height: 5}
x := &Rect{width: 7, height: 10}
rs := &Rects{r, x}
Describe(r)
Describe(x)
Describe(rs)
}
https://play.golang.org/p/WL77LihUwi
“如果你可以重新做一次Java，你会改变什么？”
“我会去掉类class，” 他回答道。
在笑声消失后，他解释道，真正的问题不是类class本身，而是“实现”的继承（类之间extends的关系）。接口的继承（implements的关系）是更可取的方式。
只要有可能，你就应该尽可能避免“实现”的继承。
—— James Gosling（Java之父）
Go的接口是基于实现的，而不是基于声明的
这也就是上边所说的鸭式辩型
接口的力量
io.Reader
type Reader interface {
Read(p []byte) (n int, err error)
}
- Interface
- Read方法读取最多len(p) bytes的数据到字节数组p中
- 返回读取的字节数和遇到的任何error
- 并不规定Read()方法如何实现
- 被诸如 os.File, bytes.Buffer, net.Conn, http.Request.Body等等使用
io.Writer
type Writer interface {
Write(p []byte) (n int, err error)
}
- Interface
- Write方法写入最多len(p) bytes的数据到字节数组p中
- 返回写入的字节数和遇到的任何error
- 并不规定Write()方法如何实现
- 被诸如 os.File, bytes.Buffer, net.Conn, http.Request.Body等等使用
io.Reader 使用
func MarshalGzippedJSON(r io.Reader, v interface{}) error {
raw, err := gzip.NewReader(r)
if err != nil {
return err
}
return json.NewDecoder(raw).Decode(&v)
}
读取一个json.gz文件
func main() {
f, err := os.Open("myfile.json.gz")
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
defer f.Close()
m := make(map[string]interface{})
MarshalGzippedJSON(f, &m)
}
实用的交互性
- Gzip.NewReader(io.Reader) 只需要传入一个io.Reader接口类型即可
- 在files, http requests, byte buffers, network connections, ...任何你创建的东西里都能工作
- 在gzip包里不需要任何特殊处理。只要简单地调用Read(n),把抽象的部分留给实现者即可
将 http response 写入文件
func main() {
resp, err := http.Get("...")
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
defer resp.Body.Close()
out, err := os.Create("filename.ext")
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
defer out.Close()
io.Copy(out, resp.Body) // out io.Writer, resp.Body io.Reader
}
Go
简单比复杂更难：你必须努力使你的思维清晰，使之简单。但最终还是值得的，因为一旦你到了那里，你就可以移山。 —— Steve Jobs
