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详解go如何优雅的使用接口与继承

开发者 https://www.devze.com 2024-08-15 11:27 出处:网络 作者: 程序员辉哥
目录引言Go接口的使用接口核心要点Go继承的使用推荐使用接口和组合而不是嵌套引言
目录
  • 引言
  • Go接口的使用
  • 接口核心要点
  • Go继承的使用
  • 推荐使用接口和组合而不是嵌套

引言

Go语言中的接口和嵌套结构体是两种重要的代码设计方式。接口定义了一组方法签名,使得不同的类型能够以相同的方式进行交互。而嵌套结构体则像面向对象编程中的继承,允许基于已有类型定义新的类型,并自动继承其字段和方法。对于推荐的Go编程习惯是优先使用接口和组合,而避免过多的嵌套,以降低代码耦合,增强可维护性

Go接口的使用

在Go语言中,接口(interface)是定义一组方法的集合,任何对象只要实现了这些方法就是这个接口的实现类

  • 定义接口:接口通过关键字interface来定义,其后跟随一对花括号,包含一系列方法的声明
  • 实现接口:在Go语言中,接口的实现是隐式的,只要一个类型包含了接口中所需要的所有方法,那么这个类型就算实现了这个接口
  • 使用接口变量:接口变量可以存储所有实现了该接口的实例
  • 空接口:空接口interface{},可以接收任何类型的值,因此可以用来实现通用函数

代码示例:

package main

import (
    "fmt"
)

// 加法接口
type Adder interface {
    Add(a, b int) int
}

// 实现加法的类
type Calc struct{}

// 实现Adder接口的Add方法
func (c Calc) Add(a, b int) int {
    return a + b
}

func main() {
    var a Adder
    c := Calc{}
    a = c

    result := a.Add(1, 2)

    fmt.Println(result)
}

接口核心要点

  • 在 Go 语言中,如果一个接口定义了多个方法,而某个结构体只实现了这个接口的部分方法,那么这个结构体不算是这个接口的实现者
  • Go语言的接口是静态的,一旦定义就不能再添加或删除方法,对于需要动态改变的需求可能无法满足
  • 接口未初始化时,其值为nil,调用其方法会引发panic。接口值可以被认为是包含两个部分的元组(tuple),一个具体类型和该类型的值。当我们声明了一个接口值却没有进行初始化(也就是没有赋值),那么这个接口的类型和值都是nil。在Go中,调用值为nil的函数是非法的,所以如果尝试在这样的接口值上调用方法,那么程序将触发运行时错误
type MyInterface interface {
    MyMethod()
}

func main() {
    var mi MyInterface // 声明一个接口,但未进行初始化
    mi.MyMethod()     // 运行时错误:在nil的接口值上调用方法
}

如果接口的值为nil,那么我们可以通过类型断言来判断接口的动态类型是否为nil,从而避免panic

type MyInterface interface {
    MyMethod()
}

func main() {
    var mi MyInterface // 声明一个接口,但未进行初始化
    if mi != nil {
        mi.MyMethod()
    }
}

让接口值包含了一个具体的类型,但是该类型的值为nil,那么是完全合法的,因为类型信息仍然存在

type MyInterface interface {
php    MyMethod()
}

type MyType struct{}

func (mt *MyType) MyMethod() {
    if mt == nil {
        fmt.Println("nil receiver value")
    }
}

func main() {
    var mt *MyType    //声明并初始化为nil值
    var mi MyInterface = mt //将nil值赋给接口
    mi.MyMethod()     // "nil receiver value"
}
  • 空接口(interface{}) 和 类型断言: Go语言中,空接口(interface{})可以表示任何类型,是Go语言中的一种“万能”类型。由于空接口可以表示任何类型,因此我们如果不确定关于接口值具体类型,就需要使用类型断言来判断接口值的类型
var i interface{} = "a string"
s := i.(string)  // 类型断言
fmt.Println(s)

s, ok := i.(string)
if ok {
    fmt.Println(s)
} else {
    // 当类型断言失败时,可以做一些别的操作
    fmt.Println("Not a 编程string")
} 
  • 每个类型实现的接口并不需要在该类型中显式声明。这可能导致开发人员在不经意间“实现”了一个接口,然后当该接口发生更改时,损坏现有的代码。总的来说,Go的这种接口实现方式提供了很大的灵活性,但也可能带来隐藏的陷阱

  • Go语言的接口中并没有标识符,如果一个类型实现了多个接口,并且这些接口中有同名的方法,可能会造成某些问题

Go的接口是隐式实现的,只要类型实现的方法满足接口定义,那么就算实现了该接口,不需要显式地声明这一点

type InterfaceA interface {
    DOSomething()
}

type InterfaceB interface {
    DoSomething()
}
type MyType struct{}

func (m MyType) DoSomething() {
    fmt.Println("Doing something")
}

在这个例子中,MyType钟都实现了InterfaceA和InterfaceB,即使它们都有一个同名的方法DoSomething

然而,如果接口有同名但签名不同的方法,那么该类型就不能同时实现这两个接口

type InterfaceA interface {
    DoSomething(int)
}

type InterfaceB interface {
    DoSomething(string)
}

在这种情况下,你不能让一个类型同时实现这两个接口,因为无法确保一个方法同时满足两个签名。要解决这个问题,你可以让你的类型实现一个方法,该方法接受一个空接口参数(可以接受任何类型),然后在方法内部检查并处理不同类型www.devze.com的参数:

type MyType struct{}

func (m MyType) DoSomething(value interface{}) {
    switch v := value.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Doing something with int: %d\n", v)
    case string:
        fmt.Printf("Doing something with string: %s\n", v)
    default:
        fmtandroid.Printf("Don't know how to do something with %T\n", v)
    }
}

这种解决办法并不完美,它会使代码变得复杂且难以理解,因此尽可能地避免在不同的接口中使用同名但签名不同的方法。在设计接口时,应尽量保证接口的方法是唯一的,并且清晰地表达了其行为

Go继承的使用

Go语言的继承是通过字段嵌套的方式实现的,所谓嵌套,是指一个结构体作为另一个结构体的字段。内嵌结构体的所有字段和方法都成为了外部结构体的成员

  • 定义被嵌套的结构体:被继承的结构体需要先定义,包含一系列字段和方法
  • 定义继承结构体:在新定义的结构体中,包含被继承的结构体作为匿名字段
  • 使用继承:被继承的结构体的所有字段和方法都可以被新的结构体使用,就好像它自己拥有的一样

代码示例:

// 定义Animal类型
type Animal struct {
    Name string
    Age  int
}

// 创建一个Animal的方法,打印动物叫的声音
func (a *Animal) Sound() {
    fmt.Println("I am an animal, I don't have a specific sound.")
}

// 创建Dog类型,包含Animal类型,这就是Go中的嵌套,类似于其他语言中的继承
type Dog struct {
    Animal // 嵌入Animal
}

// 为Dog类型创建一个Sound方法,打印狗叫的声音
func (d *Dog) Sound() {
    fmt.Println("Woof woof!")
}

Dog类型中也定义了一个Sound方法,这样,当你调用Dog类型的Sound方法时,其实是调用的Dog自身定义的Sound,而不是Animal中的Sound。这就实现了方法的覆盖(override),也和其他面向对象语言中的继承效果类似

在很多面向对象的语言中,如Java,都有"super"关键字可以用来调用父类的方法或属性。但是Go语言并没有"super"关键字。如果需要调用被嵌套结构体的同名方法,需要显式地指定结构体的类型

type B struct{}

func (b B) Print() {
    fmt.Println("B")
}

type A struct {
    B
}

func (a A) Print() {
    fmt.Println("A")
    a.B.Print() // 显示调用被嵌套结构体(相当于父类)的同名方法
}

在Go语言中不推荐使用大量的嵌套,因为这会使代码结构变得复杂,不易维护和阅读。当需要代码复用时,更倾向于使用接口(interface)和组合。这样可以减少代码之间的耦合,保持代码的简洁和清晰。

推荐使用接口和组合而不是嵌套

假设我们现在要设计一些不同类型的动物,并让它们都能叫。有的是猫,有的是狗。如果我们使用传统的嵌套结构体,代码可能会这样写:

type Animal struct {
    Name string
}

func (a *Animal) Sound() {
    fmt.Println(a.Name + " makes a sound.")
}

type Dog struct {
    Animal
}

type Cat struct {
    Animal
}

然后,如果我们需要增加如“让动物跑”的功能,但猫和狗跑的方式是不同的,就会显得很麻烦,因为我们需要在Dog和Cat结构体中单独去实现。

相反,如果我们使用接口和组合,代码可以设计得更优雅些:

type Animal interface {
    Sound() // 所有的动物都会叫
    Run()   // 所有的动物都会跑
}

type BasicAnimal struct{
    Name string
}

func (a *Bhttp://www.devze.comasicAnimal) Sound() {
    fmt.Println(a.Name + " makes a sound.")
}

type Dog struct {
    BasicAnimal // 使用组合而不是嵌套
}

func (d *Dog) Run() {
    fmt.Println("Dog runs happily.")
}

type Cat struct {
    BasicAnimal // 使用组合而不是嵌套
}

func (c *Cat) Run() {
    fmt.Println("Cat runs gracefully.")
}

在这个例子中,动物都实现了Animal接口。我们定义的Dog和Cat都使用了组合,它们都有一个BasicAnimal字段。这样就实现了代码的复用:不用复写Sound()方法。

此外,当跑的行为对于不同动物有不同的实现时,我们就在相应的结构体中分别实现Run()方法,从而体现出各自的个

总结一下,使用接口和组合的好处:

  • 将公共的行为定义在一起,避免代码重复。
  • 保持代码解耦,各个结构体只负责自己的行为。
  • 易于扩展,当你需要增加新的动物,并增加新的行为时,无需修改已有的代码,只需新实现相应的接口方法即可。

以上就是详解go如何优雅的使用接口与继承的详细内容,更多关于go使用接口与继承的资料请关注编程客栈(www.devze.com)其它相关文章!

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