Golang 中的 面向对象: 方法, 类, 方法继承, 接口, 多态的简单描述与实现

前言:

Golang 相似与C语言, 基础语法与C基本一致,除了广受争议的 左花括号 必须与代码同行的问题, 别的基本差不多;

学会了C, 基本上万变不离其宗, 现在的高级语言身上都能看到C的影子;

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Golang 中的 面向对象

• 什么是面向对象?

  • 面向对象是一种编程思想, 并不是某一种开发语言独属;

• 那什么是对象? 

  • 对象，指的是客体。所谓客体是指客观存在的对象实体和主观抽象的概念。(扩展阅读) 
  • 简单理解就是, 抽象一个拥有多重属性的客体, 将共有属性抽离出来为一个类, 以便实现定义多个客体的功能。

• 面向对象有哪些特征?

  • 面向对象 通常包括三个特征 继承, 封装 和 多态; (简单理解)
    • 继承: 由子类继承父类的属性/数据/方法等;
    • 封装: 以最简单的函数形式将方法展示出去, 而不需要使用者知道方法内有什么、由什么实现, 类似黑盒子, 只需知道怎么用, 毋需知道为什么;例如, 电动车充电器, 只需知道插上两边的插头, 而不需要去理解如何变压限流;
      • 在Go语言中, 通常使用接口的方式完成封装;
    • 多态: 一种方法的多种表现形式, 可以看作是封装后的方法的集合, 根据使用场景, 自动分发到某具体方法中; 即一个同样的函数对于不同的对象可以具有不同的实现。

• 为什么使用面向对象?

  • 面向对象是为了解决系统的可维护性，可扩展性，可重用性(详细资料)

  • 简单理解: 以对象方法代替过程完成实现, 方便以后修改及复用

• Go语言中的面向对象如何实现? 以简单计算器为例                                                         

                                      

       

  • 抽象类型: 计算器, 可以抽象为 两个数字, 一个运算符和结果返回值;
    • 父类: 两个数字
    • 子类: 继承父类
    • 子类的方法: 做出计算并输出结果返回值
  • 定义方法, 对不同的运算符返回不同的运算结果
  • 封装: 定义接口, 将子类方法进行封装
  • 多态: 定义多态, 并将封装好的接口作为形参, 实现多态; 可以简单理解为 以接口作为形参的函数

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基于面向对象的, Go语言实现简单计算器

　　1. 分析实现过程, 进行抽象化: 两个数字, 一个运算符, 一个结果返回值

type BaseNum struct {
     num1 int
     num2 int
} // BaseNum 即为父类型名称

type Add struct {
    BaseNum
} //加法子类, 定义加法子类的主要目的, 是为了定义对应子类的方法

type Sub struct {
    BaseNum
} //减法子类

　　2. 定义子类方法, 实现运算及返回值

func (a *Add)Opt()(value int) {
    return a.num1 + a.num2
}//加法的方法实现

func (s *Sub)Opt()(value int) {
    return s.num1 + s.num2
}//减法的方法实现

　　　　注意: 这里的方法名称是一样的, 这样才能使用接口进行归纳;

　　3. 封装, 定义接口, 归纳子类方法为 接口

type Opter interface { //接口定义
    Opt()int      //封装, 归纳子类方法, 注意此处需要加上返回值, 不然没有办法输出返回值(因为方法中使用了返回值)
}

　　4. 定义多态

func MultiState(o *Opter)(value int) { //多态定义, 可以简单理解为以接口作为形参的函数, 方便学习
    value = o.Opt()
    return
}

　　5.主函数及调用

func main(){
    var a Add = Add{BaseNum{2,3}}
   
 //使用Add对象方法
    value := a.Opt()

//使用接口
    var i Opter
    i = &a
    value := i.Opt()

//使用多态
    i = &a
    value := MultiState(i)
//输出测试
    fmt.Println(value)
}

至此, 一个单纯的面向对象的 简单计算器完工;

引发的问题思考:

　　为什么比面向过程复杂的多?是否有意义?

　　答案是肯定的, 面向对象所拥有的扩展性与维护性是面向过程无法比拟的;

　　　　假设我需要在以上加减法计算器上加一个乘法或者除法, 那么我们需要做的工作仅仅是新建一个类和对应的方法就可以了, 其余的事情已经由接口定义下过了;

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点滴延伸:

　　

三 面对对象编程，分为几个步骤？ 

面向对象是一种思想，他让我们在分析和解决问题时，把思维和重点转向现实中的客体中来，然后通过UML工具理清这些客体之间的联系，最后用面向对象的语言实现这种客体以及客体之间的联系。它分为面向对象的分析(OOA)，面向对象的设计(OOD)，面向对象的编程实现(OOP)三个大的步骤。

1、首先是分析需求，先不要思考怎么用程序实现它，先分析需求中稳定不变的客体都是些什么，这些客体之间的关系是什么。

2、把第一步分析出来的需求，通过进一步扩充模型，变成可实现的、符合成本的、模块化的、低耦合高内聚的模型。

3、使用面向对象的实现模型 

 摘自http://www.cnblogs.com/seesea125/archive/2012/04/20/2458940.html

在上面的实例中, 我们提到了运算符, 并将运算符与输入值和输出值并列在一块, 这是为什么呢?

因为我们可以通过实现模型来完成更加简洁的写法:

下面实例使用工厂模式来解决计算器的问题:

package main

import "fmt"

/*
    实例: 面向对象的计算器实现

        1.定义父类
        2.定义子类,以及子类的方法 运算实现
        3.定义接口, 归纳 子类方法
        4.定义空类, 定义空类的方法,即 工厂模式, 将 运算符 与 数值 分开处理, 以运算符来分发方法, 方便调用
        5.定义一个多态, 将接口归纳, 方便调用
        6.主函数, 初始化, 调用工厂模式, 进行验证

 */

 //父类
 type BaseNum struct {
     num1 int
     num2 int
 }

 //加法子类
 type Add struct {
     BaseNum
 }

 //减法子类
 type Sub struct {
     BaseNum
 }

 //子类方法
 func (a *Add)Opt() int {
     return a.num1 + a.num2
 }

 func (s *Sub)Opt() int {
     return s.num1 - s.num2
 }

 //定义接口, 即封装

 type Opter interface {
     Opt() int
 }

 //定义多态
 func MultiState(o Opter) int{
     value:=o.Opt()
     return value
 }

 //定义空类 以产生 工厂模式 的方法
 type Factory struct {

 }

//⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️⬇️
 func (f *Factory)FacMethod(a,b int,operator string) (value int){
     var i Opter
     switch operator {
     case "+":
             var AddNum Add = Add{BaseNum{a,b}}
             i = &AddNum
     case "-":
             var SubNum Sub = Sub{BaseNum{a,b}}
             i = &SubNum
     }
     //接口实现 : value = i.Opt()
     value = MultiState(i) //多态实现
     return
 }

//⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️⬆️


func main() {
    var a Factory
    value := a.FacMethod(20,3,"-")
    fmt.Println(value)
}

上面的代码中, 我们看到 Factory 部分, 先定义了一个空类以完成对平级方法的调用, 而后定义了一个方法;

此方法代替了主函数中每次调用前的初始化操作, 而且, 在主函数中, 也完全不需要知道其中的实现过程;

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基于本实例的简单分析, 及对Golang面向对象简单图示:

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小结:

　　至此, 关于Golang中的面向对象有了一个基础的认识, 但是对于面向对象本身还是需要多加巩固和练习; 

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学习是为了写代码, 不多写代码怎么学习;