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Go面向对象-method

龙行    Golang    2020-3-19    231    0评论    

Go面向对象-method

前面介绍了函数和struct,那么你想过函数当做struce的字段一样来处理呢?.让我们看看函数的另一种形态,带有接收者的函数我们称为method

method


现在假设有这么一个场景,你定义了一个struct叫做长方形,你现在想要计算他的面积,那么按照我们一般的思路应该会用下面的方式来实现:

 package main
 
 import "fmt"
 
 type Rectangle struct {
   width,height float64
 }
 
 func area(r Rectangle) float64{
   return r.width*r.height
 }
 
 func main(){
   r1 := Rectangle{12, 2}
   r2 := Rectangle{9, 4}
   fmt.Println("Area of r1 is: ", area(r1))
   fmt.Println("Area of r2 is: ", area(r2))
 }

这段代码可以计算出来长方形的面积,但是area()不是作为Rectangle的方法实现的(类似面向对象里面的方法),而是将Rectangle的对象(如r1,r2)作为参数传入函数计算面积的.

这样实现当然没有问题,但是当需要增加长方形,圆形,正方形五边形甚至其它多边形的时候,你想计算它们的面积的时候怎么办呢,那就只能增加新的函数了,变成area_rectangle, area_circle, area_triangle...

像下面图片表示的那样,椭圆代表函数,而这些函数并不从属于struct(或者以面向对象的术语来说,并不属于class),它们是单独存在于struct外围,而非在概念上属于某个struct

2.5.rect_func_without_receiver

上面struct和方法的关系图

很显然,这样的实现并不优雅,并且从概念上来说"面积"是"形状"的一个属性,它是属于这个特定的形状的,就像长方形的长和宽一样.

基于上面的圆形所以就有了method的概念,method是附属在一个给定的类型上的,他的语法和函数的声明语法几乎一样,只是在func后面增加了一个service ( 也就是method所依从的主题).

用上面提到的形状的例子来说,methodarea()是依赖于某个形状(比如说Rectangle)来发生作用的.Rectangle.area()的发出者是Rectangle,area()是属于Rectangle的方法而非是一个外围函数.

更具体的说,Rectangle存在字段height和width,同时存在方法area(),这些字段和方法都属于Rectangle.

method的语法如下:

 func (r ReceiverType) funcName(parameters) (results)

下面我们用最开始的例子method来实现

 package main
 
 import (
   "fmt"
   "math"
 )
 
 type Rectangle struct {
      width, height float64
 }
 
 type Circle struct {
      radius float64
 }
 
 func (r Rectangle) area() float64 {
      return r.width * r.height
 }
 
 func (c Circle) area() float64() {
      return c.radius * c.radius * math.Pi
 }
 
 func main(){
      r1 := Rectangle{12 ,2}
      r2 := Rectangle{9, 4}
      c1 := Circle{10}
      c2 := Circle{25}
      fmt.Println("Area of r1 is: ", r1.area())
   fmt.Println("Area of r2 is: ", r2.area())
   fmt.Println("Area of c1 is: ", c1.area())
   fmt.Println("Area of c2 is: ", c2.area())
 }

在使用method的时候要中药注意几点

  • 虽然method的名字一模一样,但是如果接受者不一样,那么method就不一样

  • method里面可以访问接受者的字段

  • 调用method通过.访问,就像struct里面访问字段一样

图示如下:

2.5.shapes_func_with_receiver_cp

在上例,method area()分别属于Rectangle和Circle,于是他们的Receiver就变成了Rectangle和Circle,或者说,这个area()方法,是由Rectangle/Circle发出来的.

值得说明的一点是,图示中method用虚线标出,意思是此处方法的Receiver是以值传递,而非引用传递,是的,Receiver还可以是指针, 两者的差别在于, 指针作为Receiver会对实例对象的内容发生操作,而普通类型作为Receiver仅仅是以副本作为操作对象,并不对原实例对象发生操作。后文对此会有详细论述

那是不是只能作用在struct上面呢?当然不是,他可以定义在任何你自定义的类型,内置类型,struct登各种类型上面,.name什么叫自定义类型,自定义类型不就是struct吗,不是这样的,struct只是自定义类型里面一种比较特殊的类型而已,还有其它自定义类型声明,可以通过如下这样的声明来实现.

 type typeName typeLiteral

请看下面这个申明自定义类型的代码

 type ages int
 
 type money float32
 
 type months map[string]int
 
 m := months {
   "January":31,
   "February":28,
   ...
   "December":31,
 }

像上面这样你就可以在自己的代码里面定义有意义的类型了,实际上只是定义了一个别名,有点类似于c中的typedef,例如上面替代了int

再次回到method

你可以在任何的自定义类型中定义任意多的method,接下来让我们看一个复杂一点的例子:

 package main
 
 import "fmt"
 
 const(
   WHITE = iota
   BLACK
   BLUE
   RED
   YELLOW
 )
 
 type Color byte
 
 type Box struct {
   width, height, depth float64
   color Color
 }
 
 type BoxList []Box
 
 func (b Box) Volume() float64{
   return b.width * b.height * b.depth
 }
 
 func (b *Box) SetColor(c Color) {
   b.color = c
 }
 
 func (b1 BoxList) BiggestColor() Color {
   v := 0.00
   k := Color(WHITE)
   for _, b := range b1 {
     if bv := b.Volume(); bv > v {
       v = bv
       k = b.color
     }
   }
   return k
 }
 
 func (b1 BoxList) PainItBlack() {
   for i := range b1 {
     bl[i].SetColor(BLACK)
   }
 }
 
 func (c Color) String() string {
   strings := []string{"WHITE","BLACK","BLUE","RED","YELLOW"}
   return strings[c]
 }
 
 func main(){
   boxes := BoxList {
     Box{4, 4, 4, RED},
       Box{10, 10, 1, YELLOW},
       Box{1, 1, 20, BLACK},
       Box{10, 10, 1, BLUE},
       Box{10, 30, 1, WHITE},
       Box{20, 20, 20, YELLOW},
   }
   fmt.Printf("We have %d boxes in our set\n", len(boxes))
   fmt.Println("The volume of the first one is", boxes[0].Volume(), "cm³")
   fmt.Println("The color of the last one is",boxes[len(boxes)-1].color.String())
   fmt.Println("The biggest one is", boxes.BiggestColor().String())
 
   fmt.Println("Let's paint them all black")
   boxes.PaintItBlack()
   fmt.Println("The color of the second one is", boxes[1].color.String())
 
   fmt.Println("Obviously, now, the biggest one is", boxes.BiggestColor().String())
 }

上面的代码通过const定义了一些常量,然后定义了一些自定义类型

  • Color作为byte的别名

  • 定义了一个struct:Box,含有三个长宽高字段和一个颜色属性

  • 定义了一个slice:BoxList, 含有Box

然后上面的自定义类型为接收者定义了一些method

  • Volume()定义了接收者为Box, 返回Box的容量

  • SetColor(c Color), 把Box的颜色改为c

  • BiggestColor()定义在BoxList上面,返回list里面容量最大的颜色

  • PaintltBlack把BoxList里面所有Box的颜色全部变成黑色

  • String()定义在Color上面, 返回Color的具体颜色(字符串格式)

上面的代码通过文字描述出来后是不是很简单?我们一般解决问题都是通过问题的描述,去屑相应的代码实现.

指针作为receiver

现在让我们回过头来看看SetColor这个method,它的receiver是一个指向Box的指针,是的,你可以使用*Box。想想为啥要使用指针而不是Box本身呢?

我们定义SetColor的真正目的是想改变这个Box的颜色,如果不传Box的指针,那么SetColor接受的其实是Box的一个copy,也就是说method内对于颜色值的修改,其实只作用于Box的copy,而不是真正的Box。所以我们需要传入指针。

这里可以把receiver当作method的第一个参数来看,然后结合前面函数讲解的传值和传引用就不难理解

这里你也许会问了那SetColor函数里面应该这样定义*b.Color=c,而不是b.Color=c,因为我们需要读取到指针相应的值。

你是对的,其实Go里面这两种方式都是正确的,当你用指针去访问相应的字段时(虽然指针没有任何的字段),Go知道你要通过指针去获取这个值,看到了吧,Go的设计是不是越来越吸引你了。

也许细心的读者会问这样的问题,PaintItBlack里面调用SetColor的时候是不是应该写成(&bl[i]).SetColor(BLACK),因为SetColor的receiver是*Box,而不是Box。

你又说对了,这两种方式都可以,因为Go知道receiver是指针,他自动帮你转了。

也就是说:

如果一个method的receiver是*T,你可以在一个T类型的实例变量V上面调用这个method,而不需要&V去调用这个method

类似的

如果一个method的receiver是T,你可以在一个*T类型的变量P上面调用这个method,而不需要 *P去调用这个method

所以,你不用担心你是调用的指针的method还是不是指针的method,Go知道你要做的一切,这对于有多年C/C++编程经验的同学来说,真是解决了一个很大的痛苦。

method继承

前面一章我们学习了字段的继承,那么你也会发现Go的一个神奇之处,method也是可以继承的。如果匿名字段实现了一个method,那么包含这个匿名字段的struct也能调用该method。让我们来看下面这个例子

 package main
 
 import "fmt"
 
 type Human struct {
  name string
  age int
  phone string
 }
 
 type Student struct {
  Human //匿名字段
  school string
 }
 
 type Employee struct {
  Human //匿名字段
  company string
 }
 
 //在human上面定义了一个method
 func (h *Human) SayHi() {
  fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone)
 }
 
 func main() {
  mark := Student{Human{"Mark", 25, "222-222-YYYY"}, "MIT"}
  sam := Employee{Human{"Sam", 45, "111-888-XXXX"}, "Golang Inc"}
 
  mark.SayHi()
  sam.SayHi()
 }

method重写

上面的例子中,如果Employee想要实现自己的SayHi,怎么办?简单,和匿名字段冲突一样的道理,我们可以在Employee上面定义一个method,重写了匿名字段的方法。请看下面的例子

 package main
 
 import "fmt"
 
 type Human struct {
  name string
  age int
  phone string
 }
 
 type Student struct {
  Human //匿名字段
  school string
 }
 
 type Employee struct {
  Human //匿名字段
  company string
 }
 
 //Human定义method
 func (h *Human) SayHi() {
  fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone)
 }
 
 //Employee的method重写Human的method
 func (e *Employee) SayHi() {
  fmt.Printf("Hi, I am %s, I work at %s. Call me on %s\n", e.name,
   e.company, e.phone) //Yes you can split into 2 lines here.
 }
 
 func main() {
  mark := Student{Human{"Mark", 25, "222-222-YYYY"}, "MIT"}
  sam := Employee{Human{"Sam", 45, "111-888-XXXX"}, "Golang Inc"}
 
  mark.SayHi()
  sam.SayHi()
 }

上面的代码设计的是如此的美妙,让人不自觉的为Go的设计惊叹!

通过这些内容,我们可以设计出基本的面向对象的程序了,但是Go里面的面向对象是如此的简单,没有任何的私有、公有关键字,通过大小写来实现(大写开头的为公有,小写开头的为私有),方法也同样适用这个原则。


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