Go语言的面向对象模型

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2020年4月14日23:05:41 评论 201
Go语言的面向对象模型与主流OO语言差异很大,本文通过对比GoC++的三个差异来介绍Go的面向对象模型及其设计思想。

一:可见性控制粒度是包

Go用首写字母的大小写来控制类、类成员、函数的可见性, 可见性控制的粒度是包。下面是Go和C++对Person的实现:

Go:

typePerson struct {

name string //首字母小写,包外不可见

Age int //首字母大写,包外可见

}

C++:

structPerson{

private: std::string name; //类外不可见

public: int age; //类外可见

};

要理解Go的做法,首先我们要问为什么要控制可见性?是为了隐藏实现细节。那么为什么要隐藏实现细节?是为了尽可能地减少对客户代码的影响。说到底是为了让客户能更容易地重用代码,所以可见性控制粒度应该与重用粒度相一致。Go认为重用粒度是包,因此只控制包的可见性。当然从完美角度看,这种做法会增加包内类之间的耦合,但是它也避免了新增友元特性以支持包内类之间的更密切的关联,这使得语言特性保持简洁, 而简洁正是Go语言的追求目标。

二:没有继承,只有组合

Go没有继承,只有组合。类功能复用可以通过匿名组合实现。下面是Go和C++对Teacher的实现:

Go:

typeTeacher struct{

Person

school string

}

C++:

structTeacher:Person{

private: std::string school;

};

继承曾经被认为是OO最重要的特性。随着OO实践的深入,社区才逐渐认识到继承的弊端。实际上,当我们深入研究继承,就会发现它同时干了两件事情:

1、复用实现。

2、IS-A语义。

对于第一点,使用组合远比继承要更优秀,因为组合是黑盒复用,继承是白盒复用,复杂的继承树大大加重了程序员的心智负担。

对于第二点,IS-A语义的威力只有当我们基于接口进行编程(把IS-A理解为接口)时,才能充分地发挥。但是接口本质上是一种抽象,而这种抽象依赖于client,也就是说如果用继承,我们被迫要在实现类的时候对client的使用做适当地预测,否则就很难实现ISP,DIP这些设计原则。

既然继承做了两件事,而且做的都不好,Go就把继承拆分为两个更加单一的特性:匿名组合、Interface。通过匿名组合来复用实现,通过Interface支持基于接口的编程。

三:类型安全的鸭子类型

在第二节我们提到Go没有继承,Go也没有虚函数,它通过Interface实现IS-A语义来支持基于接口的编程,下面用Go和C++分别实现鸭子、野鸭子、打飞鸟的示例:

Go:

typeDuck struct {//鸭子

location Location //鸭子当前位置

}

func(duck *Duck) GetLocation() Location {//获取鸭子当前所处位置

return duck.location

}

typeWildDuck struct {//野鸭子

Duck

}

func(wildDuck *WildDuck) Fly() {//飞走

}

typeFlyer interface {//飞鸟

Fly()

GetLocation() Location

}

funcShotFlyer(location Location, flyer Flyer) {//打飞鸟

if location != flyer.GetLocation() { //没打中飞走了

flyer.Fly()

}

}

funcTestShotFlyer() {

flyer := new(WildDuck)

ShotFlyer(Location{1, 2, 3}, flyer)

}

C++:

structFlyer{//飞鸟

virtual void Fly()=0;

virtual const Location&GetLocation()=0;

};

structDuck{//鸭子

void const Location& GetDuckLocation()

private: Location location;

};

structWildDuck:Duck, Flyer{//野鸭子

private: virtual void Fly(){}

private: virtual const Location&GetLocation(){return GetDuckLocation();}

};

voidShotFlyer(const Location& location, Flyer &flyer) {//打野鸭子

if (location != flyer.GetLocation()) {//没打中飞走了

flyer.Fly()

}

}

voidTestShotFlyer() {

Flyer* flyer := new WildDuck()

ShotFlyer(Location(1,2,3), flyer)

}

我们先来看Go的实现,WildDuck通过匿名组合Duck来复用Duck的GetLocation方法,为了能让ShotFlyer基于Flyer接口编程,WildDuck并不需要继承Flyer,只要实现了Flyer的所有方法,就能让编译器认为它就是Flyer,Flyer与WildDuck之间是松耦合的关系。

再看C++实现,WildDuck需要继承Flyer接口让编译器认为它就是Flyer,但是WildDuck不能直接复用Duck来实现Flyer的GetLocation方法,因为在编译器看来Duck不是Flyer,那么它就不能实现Flyer的方法,所以WildDuck只能自己实现虚函数GetLocation,通过GetLocation调用Duck的GetDuckLocation来复用Duck的获取当前位置功能。

从上面比较可以看出,Go的实现比C++的更加优雅,这种优雅是由于接口与实现的松耦合带来的。松耦合可以让接口与实现相对独立地演进;可以各自通过组合实现功能复用;也可以在实现具体类之后,无需修改具体类就能新增抽象接口以应对不同的应用场景(这个正是人解决问题的常用方式,先具体再抽象)。

 

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