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[1],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[2](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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制type Rectangle struct {
Length int
Width int
}
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[3](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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制func (recv receiver_type) methodName(parameter_list) (return_value_list) { ... }
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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制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())
}
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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package person
type Person struct {
firstName string
lastName string
}
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 :
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制// 获取 firstName
func (p *Person) FirstName() string {
return p.firstName
}
// 设置 firstName
func (p *Person) SetFirstName(newName string) {
p.firstName = newName
}
这样一来,我们就可以在 main 包里设置和获取 firstName 的值了:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制package main
import (
"fmt"
"./person"
)
func main() {
p := new(person.Person)
p.SetFirstName("firstName")
fmt.Println(p.FirstName())
}
/* Output:
firstName
*/
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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制type Engine interface {
Start()
Stop()
}
type Car struct {
Engine // 包含 Engine 类型的匿名字段
}
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:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制func (c *Car) GoToWorkIn() {
// get in car
c.Start()
// drive to work
c.Stop()
// get out of car
}
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[4]实现这一特征。
我们先定义一个正方形 Square 和一个长方形 Rectangle:
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制// 正方形
type Square struct {
side float32
}
// 长方形
type Rectangle struct {
length, width float32
}
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():
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制// 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
}
我们可以在 main() 函数中这样调用 Area():
代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制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
*/
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书籍《Go 入门指南》: https://github.com/unknwon/the-way-to-go_ZH_CN参考资料[1]
面向对象编程: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%A2%E5%90%91%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AE%BE%E8%AE%A1
[2]
结构体: https://gobyexample.com/structs
[3]
方法: https://gobyexample.com/methods
[4]
接口: https://gobyexample.com/interfaces