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 Go简单，实用，绝妙 Go做了一些伟大的事情
