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第13章-OOP面向对象编程

第13章-OOP面向对象编程

作者: Venture_Mark | 来源:发表于2018-10-15 18:11 被阅读0次

    面向对象(OOP)

    go并不是一个纯面向对象的编程语言。在go中的面向对象,结构体替换了类。

    Go并没有提供类class,但是它提供了结构体struct,方法method,可以在结构体上添加。提供了捆绑数据和方法的行为,这些数据和方法与类类似。

    1.1 定义结构体和方法

    通过以下代码来更好的理解,首先在src目录下创建一个package命名为oop,在oop目录下,再创建一个子目录命名为employee,在该目录下创建一个go文件命名为employee.go。

    目录结构:oop -> employee -> employee.go

    在employee.go文件中保存以下代码:

    package employee
    
    import (
        "fmt"
    )
    
    type Employee struct {
        FirstName   string
        LastName    string
        TotalLeaves int
        LeavesTaken int
    }
    
    func (e Employee) LeavesRemaining() {
        fmt.Printf("%s %s has %d leaves remaining", e.FirstName, e.LastName, (e.TotalLeaves - e.LeavesTaken))
    }
    
    

    然后在oop目录下,创建文件并命名为main.go,并保存以下内容

    package main
    
    import "oop/employee"
    
    func main() {
        e := employee.Employee {
            FirstName: "Sam",
            LastName: "Adolf",
            TotalLeaves: 30,
            LeavesTaken: 20,
        }
        e.LeavesRemaining()
    }
    
    

    运行结果:

    Sam Adolf has 10 leaves remaining
    
    

    1.2 New()函数替代了构造函数

    我们上面写的程序看起来不错,但是里面有一个微妙的问题。让我们看看当我们用0值定义employee struct时会发生什么。更改main的内容。转到下面的代码,

    package main
    
    import "oop/employee"
    
    func main() {
        var e employee.Employee
        e.LeavesRemaining()
    }
    
    

    运行结果:

    has 0 leaves remaining
    
    

    通过运行结果可以知道,使用Employee的零值创建的变量是不可用的。它没有有效的名、姓,也没有有效的保留细节。在其他的OOP语言中,比如java,这个问题可以通过使用构造函数来解决。使用参数化构造函数可以创建一个有效的对象。

    go不支持构造函数。如果某个类型的零值不可用,则程序员的任务是不导出该类型以防止其他包的访问,并提供一个名为NewT(parameters)的函数,该函数初始化类型T和所需的值。在go中,它是一个命名一个函数的约定,它创建了一个T类型的值给NewT(parameters)。这就像一个构造函数。如果包只定义了一个类型,那么它的一个约定就是将这个函数命名为New(parameters)而不是NewT(parameters)。

    更改employee.go的代码:

    首先修改employee结构体为非导出,并创建一个函数New(),它将创建一个新Employee。代码如下:

    package employee
    
    import (
        "fmt"
    )
    
    type employee struct {
        firstName   string
        lastName    string
        totalLeaves int
        leavesTaken int
    }
    
    func New(firstName string, lastName string, totalLeave int, leavesTaken int) employee {
        e := employee {firstName, lastName, totalLeave, leavesTaken}
        return e
    }
    
    func (e employee) LeavesRemaining() {
        fmt.Printf("%s %s has %d leaves remaining", e.firstName, e.lastName, (e.totalLeaves - e.leavesTaken))
    }
    
    

    我们在这里做了一些重要的改变。我们已经将Employee struct的起始字母e设置为小写,即我们已经将类型Employee struct更改为type Employee struct。通过这样做,我们成功地导出了employee结构并阻止了其他包的访问。将未导出的结构的所有字段都导出为未导出的方法是很好的做法,除非有特定的需要导出它们。由于我们不需要在包之外的任何地方使用employee struct的字段,所以我们也没有导出所有字段。

    由于employee是未导出的,所以不可能从其他包中创建类型employee的值。因此,我们提供了一个输出的新函数。将所需的参数作为输入并返回新创建的employee。

    这个程序还需要做一些修改,让它能够工作,但是让我们运行这个程序来了解到目前为止变化的效果。如果这个程序运行,它将会失败,有以下编译错误,

    go/src/constructor/main.go:6: undefined: employee.Employee
    
    

    这是因为我们有未导出的Employee,因此编译器抛出错误,该类型在main中没有定义。完美的。正是我们想要的。现在没有其他的包能够创建一个零值的员工。我们成功地防止了一个无法使用的员工结构价值被创建。现在创建员工的唯一方法是使用新功能。

    修改main.go代码

    package main
    
    import "oop/employee"
    
    func main() {
        e := employee.New("Sam", "Adolf", 30, 20)
        e.LeavesRemaining()
    }
    
    

    运行结果:

    Sam Adolf has 10 leaves remaining
    
    

    因此,我们可以明白,虽然Go不支持类,但是结构体可以有效地使用,在使用构造函数的位置,使用New(parameters)的方法即可。

    1.3组成(Composition )替代了继承(Inheritance)

    Go不支持继承,但它支持组合。组合的一般定义是“放在一起”。构图的一个例子就是汽车。汽车是由轮子、发动机和其他各种部件组成的。

    博客文章就是一个完美的组合例子。每个博客都有标题、内容和作者信息。这可以用组合完美地表示出来。

    1.3.1 通过嵌入结构体实现组成

    可以通过将一个struct类型嵌入到另一个结构中实现。

    示例代码:

    package main
    
    import (
        "fmt"
    )
    
    /*
    我们创建了一个author struct,它包含字段名、lastName和bio。我们还添加了一个方法fullName(),将作者作为接收者类型,这将返回作者的全名。
    */
    type author struct {
        firstName string
        lastName  string
        bio       string
    }
    
    func (a author) fullName() string {
        return fmt.Sprintf("%s %s", a.firstName, a.lastName)
    }
    /*
    post struct有字段标题、内容。它还有一个嵌入式匿名字段作者。这个字段表示post struct是由author组成的。现在post struct可以访问作者结构的所有字段和方法。我们还在post struct中添加了details()方法,它打印出作者的标题、内容、全名和bio。
    */
    type post struct {
        title     string
        content   string
        author
    }
    
    func (p post) details() {
        fmt.Println("Title: ", p.title)
        fmt.Println("Content: ", p.content)
        fmt.Println("Author: ", p.author.fullName())
        fmt.Println("Bio: ", p.author.bio)
    }
    
    func main() {
        author1 := author{
            "Naveen",
            "Ramanathan",
            "Golang Enthusiast",
        }
        post1 := post{
            "Inheritance in Go",
            "Go supports composition instead of inheritance",
            author1,
        }
        post1.details()
    }
    
    

    运行结果:

    Title:  Inheritance in Go
    Content:  Go supports composition instead of inheritance
    Author:  Naveen Ramanathan
    Bio:  Golang Enthusiast
    
    

    嵌入结构体的切片

    在以上程序的main函数下增加以下代码,并运行

    type website struct {
            []post
    }
    func (w website) contents() {
        fmt.Println("Contents of Website\n")
        for _, v := range w.posts {
            v.details()
            fmt.Println()
        }
    }
    
    

    运行报错:

    main.go:31:9: syntax error: unexpected [, expecting field name or embedded type
    
    

    这个错误指向structs []post的嵌入部分。原因是不可能匿名嵌入一片。需要一个字段名。我们来修正这个错误,让编译器通过。

    type website struct {
            posts []post
    }
    
    

    现在让我们修改的main函数,为我们的新的website创建几个posts。修改完完整代码如下:

    package main
    
    import (
        "fmt"
    )
    
    type author struct {
        firstName string
        lastName  string
        bio       string
    }
    
    func (a author) fullName() string {
        return fmt.Sprintf("%s %s", a.firstName, a.lastName)
    }
    
    type post struct {
        title   string
        content string
        author
    }
    func (p post) details() {
        fmt.Println("Title: ", p.title)
        fmt.Println("Content: ", p.content)
        fmt.Println("Author: ", p.fullName())
        fmt.Println("Bio: ", p.bio)
    }
    
    type website struct {
     posts []post
    }
    func (w website) contents() {
        fmt.Println("Contents of Website\n")
        for _, v := range w.posts {
            v.details()
            fmt.Println()
        }
    }
    func main() {
        author1 := author{
            "Naveen",
            "Ramanathan",
            "Golang Enthusiast",
        }
        post1 := post{
            "Inheritance in Go",
            "Go supports composition instead of inheritance",
            author1,
        }
        post2 := post{
            "Struct instead of Classes in Go",
            "Go does not support classes but methods can be added to structs",
            author1,
        }
        post3 := post{
            "Concurrency",
            "Go is a concurrent language and not a parallel one",
            author1,
        }
        w := website{
            posts: []post{post1, post2, post3},
        }
        w.contents()
    }
    
    

    运行结果:

    Contents of Website
    
    Title:  Inheritance in Go
    Content:  Go supports composition instead of inheritance
    Author:  Naveen Ramanathan
    Bio:  Golang Enthusiast
    
    Title:  Struct instead of Classes in Go
    Content:  Go does not support classes but methods can be added to structs
    Author:  Naveen Ramanathan
    Bio:  Golang Enthusiast
    
    Title:  Concurrency
    Content:  Go is a concurrent language and not a parallel one
    Author:  Naveen Ramanathan
    Bio:  Golang Enthusiast
    
    

    1.4 多态性(Polymorphism)

    Go中的多态性是在接口的帮助下实现的。正如我们已经讨论过的,接口可以在Go中隐式地实现。如果类型为接口中声明的所有方法提供了定义,则实现一个接口。让我们看看在接口的帮助下如何实现多态。

    任何定义接口所有方法的类型都被称为隐式地实现该接口。

    类型接口的变量可以保存实现接口的任何值。接口的这个属性用于实现Go中的多态性。

    举个例子,一个虚构的组织有两种项目的收入:固定的账单和时间和材料。组织的净收入是由这些项目的收入之和计算出来的。为了保持本教程的简单,我们假设货币是美元,我们不会处理美分。它将使用整数来表示。

    首先我们定义一个接口:Income

    type Income interface {
        calculate() int
        source() string
    }
    
    

    接下来,定义两个结构体:FixedBilling和TimeAndMaterial

    type FixedBilling struct {
        projectName string
        biddedAmount int
    }
    
    
    type TimeAndMaterial struct {
        projectName string
        noOfHours  int
        hourlyRate int
    }
    
    

    下一步是定义这些结构体类型的方法,计算并返回实际收入和收入来源。

    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
    }
    
    

    接下来,我们来声明一下计算和打印总收入的calculateNetIncome函数。

    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calculateNetIncome函数接受一部分Income接口作为参数。它通过遍历切片和调用calculate()方法来计算总收入。它还通过调用source()方法来显示收入来源。根据收入接口的具体类型,将调用不同的calculate()和source()方法。因此,我们在calculateNetIncome函数中实现了多态。

    在未来,如果组织增加了一种新的收入来源,这个函数仍然可以正确地计算总收入,而没有一行代码更改。

    最后我们写以下主函数:

    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)
    }
    
    

    运行结果:

    Income From Project 1 = $5000
    Income From Project 2 = $10000
    Income From Project 3 = $4000
    Net income of organisation = $19000
    
    

    假设该组织通过广告找到了新的收入来源。让我们看看如何简单地添加新的收入方式和计算总收入,而不用对calculateNetIncome函数做任何更改。由于多态性,这样是可行的。

    首先让我们定义Advertisement类型和calculate()和source()方法。

    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
    }
    
    

    广告类型有三个字段adName, CPC(cost per click)和noof点击数(cost per click)。广告的总收入是CPC和noOfClicks的产品。

    修改主函数:

    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)
    }
    
    

    运行结果:

    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
    
    

    综上,我们没有对calculateNetIncome函数做任何更改,尽管我们添加了新的收入方式。它只是因为多态性而起作用。由于新的Advertisement类型也实现了Income接口,我们可以将它添加到incomeStreams切片中。calculateNetIncome函数也在没有任何更改的情况下工作,因为它可以调用Advertisement类型的calculate()和source()方法。

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