Go語言多態(tài)和interface的使用

多態(tài)是面向?qū)ο蠓懂牣?dāng)中經(jīng)常使用并且非常好用的一個(gè)功能，如果你之前沒有學(xué)過的話也沒有關(guān)系，我們用一個(gè)簡單的例子來說明一下。多態(tài)主要是用在強(qiáng)類型語言當(dāng)中，像是Python這樣的弱類型語言，變量的類型可以隨意變化，也沒有任何限制，其實(shí)區(qū)別不是很大。

多態(tài)的含義

對(duì)于Java或者是C++而言，我們?cè)谑褂米兞康臅r(shí)候，變量的類型是明確的。但是如果我們希望它可以寬松一點(diǎn)，比如說我們用父類指針或引用去調(diào)用方法，但是在執(zhí)行的時(shí)候，能夠根據(jù)子類的類型去執(zhí)行子類當(dāng)中的方法。也就是說實(shí)現(xiàn)我們用相同的調(diào)用方式調(diào)出不同結(jié)果或者是功能的情況，這種情況就叫做多態(tài)。

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舉個(gè)非常經(jīng)典的例子，比如說貓、狗和人都是哺乳動(dòng)物。這三個(gè)類都有一個(gè)say方法，大家都知道貓、狗以及人類的say是不一樣的，貓可能是喵喵叫，狗是汪汪叫，人類則是說話。

class Mammal {
    public void say() {
        System.out.println("do nothing")
    }
}




class Cat extends Mammal{
 public void say() {
  System.out.println("meow");
 }
}




class Dog extends Mammal{
 public void say() {
  System.out.println("woof");
 }
}


class Human extends Mammal{
 public void say() {
  System.out.println("speak");
 }
}

這段代碼大家應(yīng)該都不難看懂，這三個(gè)類都是Mammal的子類，假設(shè)這個(gè)時(shí)候我們有一系列實(shí)例，它們都是Mammal的子類的實(shí)例，但是這三種類型都有，我們希望用一個(gè)循環(huán)來一起全都調(diào)用了。雖然我們接收變量的時(shí)候是用的Mammal的父類類型去接收的，但是我們調(diào)用的時(shí)候卻會(huì)獲得各個(gè)子類的運(yùn)行結(jié)果。

比如這樣：

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Mammal> mammals = new ArrayList<>();
        mammals.add(new Human());
        mammals.add(new Dog());
        mammals.add(new Cat());

        
        for (Mammal mammal : mammals) {
            mammal.say();
        }
    }
}

不知道大家有沒有get到精髓，我們創(chuàng)建了一個(gè)父類的List，將它各個(gè)子類的實(shí)例放入了其中。然后通過了一個(gè)循環(huán)用父類對(duì)象來接收，并且調(diào)用了say方法。我們希望雖然我們用的是父類的引用來調(diào)用的方法，但是它可以自動(dòng)根據(jù)子類的類型調(diào)用對(duì)應(yīng)不同子類當(dāng)中的方法。

也就是說我們得到的結(jié)果應(yīng)該是：

speak
woof
meow

這種功能就是多態(tài)，說白了我們可以在父類當(dāng)中定義方法，在子類當(dāng)中創(chuàng)建不同的實(shí)現(xiàn)。但是在調(diào)用的時(shí)候依然還是用父類的引用去調(diào)用，編譯器會(huì)自動(dòng)替我們做好內(nèi)部的映射和轉(zhuǎn)化。

抽象類與接口

這樣實(shí)現(xiàn)當(dāng)然是可行的，但其實(shí)有一個(gè)小小的問題，就是Mammal類當(dāng)中的say方法多余了。因?yàn)槲覀兪褂玫闹粫?huì)是它的子類，并不會(huì)用到Mammal這個(gè)父類。所以我們沒必要實(shí)現(xiàn)父類Mammal中的say方法，做一個(gè)標(biāo)記，表示有這么一個(gè)方法，子類實(shí)現(xiàn)的時(shí)候需要實(shí)現(xiàn)它就可以了。

這就是抽象類和抽象方法的來源，我們可以把Mammal做成一個(gè)抽象類，聲明say是一個(gè)抽象方法。抽象類是不能直接創(chuàng)建實(shí)例的，只能創(chuàng)建子類的實(shí)例，并且抽象方法也不用實(shí)現(xiàn)，只需要標(biāo)記好參數(shù)和返回就行了。具體的實(shí)現(xiàn)都在子類當(dāng)中進(jìn)行。說白了抽象方法就是一個(gè)標(biāo)記，告訴編譯器凡是繼承了這個(gè)類的子類必須要實(shí)現(xiàn)抽象方法，父類當(dāng)中的方法不能調(diào)用。那抽象類就是含有抽象方法的類。

我們寫出Mammal變成抽象類之后的代碼：

abstract class Mammal {
    abstract void say();
}

很簡單，因?yàn)槲覀冎恍枰x方法的參數(shù)就可以了，不需要實(shí)現(xiàn)方法的功能，方法的功能在子類當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。由于我們標(biāo)記了say這個(gè)方法是一個(gè)抽象方法，凡是繼承了Mammal的子類都必須要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法，否則一定會(huì)報(bào)錯(cuò)。

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抽象類其實(shí)是一個(gè)擦邊球，我們可以在抽象類中定義抽象的方法也就是只聲明不實(shí)現(xiàn)，也可以在抽象類中實(shí)現(xiàn)具體的方法。在抽象類當(dāng)中非抽象的方法子類的實(shí)例是可以直接調(diào)用的，和子類調(diào)用父類的普通方法一樣。但假如我們不需要父類實(shí)現(xiàn)方法，我們提出提取出來的父類中的所有方法都是抽象的呢？針對(duì)這一種情況，Java當(dāng)中還有一個(gè)概念叫做接口，也就是interface，本質(zhì)上來說interface就是抽象類，只不過是只有抽象方法的抽象類。

所以剛才的Mammal也可以寫成：

interface Mammal {
    void say();
}

把Mammal變成了interface之后，子類的實(shí)現(xiàn)沒什么太大的差別，只不過將extends關(guān)鍵字換成了implements。另外，子類只能繼承一個(gè)抽象類，但是可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。早先的Java版本當(dāng)中，interface只能夠定義方法和常量，在Java8以后的版本當(dāng)中，我們也可以在接口當(dāng)中實(shí)現(xiàn)一些默認(rèn)方法和靜態(tài)方法。

接口的好處是很明顯的，我們可以用接口的實(shí)例來調(diào)用所有實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類。也就是說接口和它的實(shí)現(xiàn)是一種要寬泛許多的繼承關(guān)系，大大增加了靈活性。

以上雖然全是Java的內(nèi)容，但是講的其實(shí)是面向?qū)ο蟮膬?nèi)容，如果沒有學(xué)過Java的小伙伴可能看起來稍稍有一點(diǎn)點(diǎn)吃力，但總體來說問題不大，沒必要細(xì)扣當(dāng)中的語法細(xì)節(jié)，get到核心精髓就可以了。

講這么一大段的目的是為了厘清面向?qū)ο螽?dāng)中的一些概念，以及接口的使用方法和理念，后面才是本文的重頭戲，也就是Go語言當(dāng)中接口的使用以及理念。

Golang中的接口

Golang當(dāng)中也有接口，但是它的理念和使用方法和Java稍稍有所不同，它們的使用場(chǎng)景以及實(shí)現(xiàn)的目的是類似的，本質(zhì)上都是為了抽象。通過接口提取出了一些方法，所有繼承了這個(gè)接口的類都必然帶有這些方法，那么我們通過接口獲取這些類的實(shí)例就可以使用了，大大增加了靈活性。

但是Java當(dāng)中的接口有一個(gè)很大的問題就是侵入性，說白了就是會(huì)顛倒供需關(guān)系。舉個(gè)簡單的例子，假設(shè)你寫了一個(gè)爬蟲從各個(gè)網(wǎng)頁上爬取內(nèi)容。爬蟲爬到的內(nèi)容的類別是很多的，有圖片、有文本還有視頻。假設(shè)你想要抽象出一個(gè)接口來，在這個(gè)接口當(dāng)中定義你規(guī)定的一些提取數(shù)據(jù)的方法。這樣不論獲取到的數(shù)據(jù)的格式是什么，你都可以用這個(gè)接口來調(diào)用。這本身也是接口的使用場(chǎng)景，但問題是處理圖片、文本以及視頻的組件可能是開源或者是第三方的，并不是你開發(fā)的。你定義接口并沒有什么卵用，別人的代碼可不會(huì)繼承這個(gè)接口。

當(dāng)然這也是可以解決的， 比如你可以在這些第三方工具庫外面自己封裝一層，實(shí)現(xiàn)你定義的接口。這樣當(dāng)然是OK的，但是顯然比較麻煩。

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Golang當(dāng)中的接口解決了這個(gè)問題，也就是說它完全拿掉了原本弱化的繼承關(guān)系，只要接口中定義的方法能對(duì)應(yīng)的上，那么就可以認(rèn)為這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。

我們先來創(chuàng)建一個(gè)interface，當(dāng)然也是通過type關(guān)鍵字：

type Mammal interface {
 Say()
}

我們定義了一個(gè)Mammal的接口，當(dāng)中聲明了一個(gè)Say函數(shù)。也就是說只要是擁有這個(gè)函數(shù)的結(jié)構(gòu)體就可以用這個(gè)接口來接收，我們和剛才一樣，定義Cat、Dog和Human三個(gè)結(jié)構(gòu)體，分別實(shí)現(xiàn)各自的Say方法：

type Dog struct{}


type Cat struct{}


type Human struct{}


func (d Dog) Say() {
 fmt.Println("woof")
}


func (c Cat) Say() {
 fmt.Println("meow")
}


func (h Human) Say() {
 fmt.Println("speak")
}

之后，我們嘗試使用這個(gè)接口來接收各種結(jié)構(gòu)體的對(duì)象，然后調(diào)用它們的Say方法：

func main() {
 var m Mammal
 m = Dog{}
 m.Say()
 m = Cat{}
 m.Say()
 m = Human{}
 m.Say()
}

出來的結(jié)果當(dāng)然和我們預(yù)想的一樣：

總結(jié)

今天我們一起聊了面向?qū)ο笾卸鄳B(tài)以及接口的概念，借此進(jìn)一步了解了為什么golang中的接口設(shè)計(jì)非常出色，因?yàn)樗怦盍私涌诤蛯?shí)現(xiàn)類之間的聯(lián)系，使得進(jìn)一步增加了我們編碼的靈活度，解決了供需關(guān)系顛倒的問題。但是世上沒有絕對(duì)的好壞，golang中的接口在方便了我們編碼的同時(shí)也帶來了一些問題，比如說由于沒了接口和實(shí)現(xiàn)類的強(qiáng)綁定，其實(shí)也一定程度上增加了開發(fā)和維護(hù)的成本。

總體來說這是一個(gè)仁者見仁的改動(dòng)，有些寫慣了Java的同學(xué)可能會(huì)覺得沒有必要，這是過度解綁，有些人之前深受其害的同學(xué)可能覺得這個(gè)進(jìn)步非常關(guān)鍵。但不論你怎么看，這都不影響我們學(xué)習(xí)它，畢竟學(xué)習(xí)本身是不帶立場(chǎng)的。今天的內(nèi)容當(dāng)中包含一些Java和面向?qū)ο?/code>的概念，只是用來引出后面golang的內(nèi)容，如果存在部分不理解的地方，希望大家抓大放小，理解核心關(guān)鍵就好了，不需要細(xì)扣每一個(gè)細(xì)節(jié)。