淺談Go語言多態(tài)的實現(xiàn)與interface使用

一、多態(tài)的含義

對于Java或者是C++而言，我們在使用變量的時候，變量的類型是明確的。但是如果我們希望它可以寬松一點，比如說我們用父類指針或引用去調(diào)用方法，但是在執(zhí)行的時候，能夠根據(jù)子類的類型去執(zhí)行子類當中的方法。也就是說實現(xiàn)我們用相同的調(diào)用方式調(diào)出不同結果或者是功能的情況，這種情況就叫做多態(tài)。

舉個非常經(jīng)典的例子，比如說貓、狗和人都是哺乳動物。這三個類都有一個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");
    }
}

這段代碼大家應該都不難看懂，這三個類都是Mammal的子類，假設這個時候我們有一系列實例，它們都是Mammal的子類的實例，但是這三種類型都有，我們希望用一個循環(huán)來一起全都調(diào)用了。雖然我們接收變量的時候是用的Mammal的父類類型去接收的，但是我們調(diào)用的時候卻會獲得各個子類的運行結果。

比如這樣：

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ListMammal> 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)建了一個父類的List，將它各個子類的實例放入了其中。然后通過了一個循環(huán)用父類對象來接收，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，但是它可以自動根據(jù)子類的類型調(diào)用對應不同子類當中的方法。

也就是說我們得到的結果應該是：

speak

woof

meow

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

二、抽象類與接口

這樣實現(xiàn)當然是可行的，但其實有一個小小的問題，就是Mammal類當中的say方法多余了。因為我們使用的只會是它的子類，并不會用到Mammal這個父類。所以我們沒必要實現(xiàn)父類Mammal中的say方法，做一個標記，表示有這么一個方法，子類實現(xiàn)的時候需要實現(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做成一個抽象類，聲明say是一個抽象方法。抽象類是不能直接創(chuàng)建實例的，只能創(chuàng)建子類的實例，并且抽象方法也不用實現(xiàn)，只需要標記好參數(shù)和返回就行了。具體的實現(xiàn)都在子類當中進行。說白了抽象方法就是一個標記，告訴編譯器凡是繼承了這個類的子類必須要實現(xiàn)抽象方法，父類當中的方法不能調(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，因為我們只需要定義方法的參數(shù)就可以了，不需要實現(xiàn)方法的功能，方法的功能在子類當中實現(xiàn)。由于我們標記了say這個方法是一個抽象方法，凡是繼承了Mammal的子類都必須要實現(xiàn)這個方法，否則一定會報錯。

抽象類其實是一個擦邊球，我們可以在抽象類中定義抽象的方法也就是只聲明不實現(xiàn)，也可以在抽象類中實現(xiàn)具體的方法。在抽象類當中非抽象的方法子類的實例是可以直接調(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？針對這一種情況，Java當中還有一個概念叫做接口，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，子類的實現(xiàn)沒什么太大的差別，只不過將extends關鍵字換成了implements。另外，子類只能繼承一個抽象類，但是可以實現(xiàn)多個接口。早先的Java版本當中，interface只能夠定義方法和常量，在Java8以后的版本當中，我們也可以在接口當中實現(xiàn)一些默認方法和靜態(tài)方法。

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

以上雖然全是Java的內(nèi)容，但是講的其實是面向對象的內(nèi)容，如果沒有學過Java的小伙伴可能看起來稍稍有一點點吃力，但總體來說問題不大，沒必要細扣當中的語法細節(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對象當中的一些概念，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語言當中接口的使用以及理念。

三、Golang中的接口

Golang當中也有接口，但是它的理念和使用方法和Java稍稍有所不同，它們的使用場景以及實現(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例就可以使用了，大大增加了靈活性。

但是Java當中的接口有一個很大的問題就是侵入性，說白了就是會顛倒供需關系。舉個簡單的例子，假設你寫了一個爬蟲從各個網(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。假設你想要抽象出一個接口來，在這個接口當中定義你規(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，你都可以用這個接口來調(diào)用。這本身也是接口的使用場景，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，別人的代碼可不會繼承這個接口。

當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，實現(xiàn)你定義的接口。這樣當然是OK的，但是顯然比較麻煩。

Golang當中的接口解決了這個問題，也就是說它完全拿掉了原本弱化的繼承關系，只要接口中定義的方法能對應的上，那么就可以認為這個類實現(xiàn)了這個接口。

我們先來創(chuàng)建一個interface，當然也是通過type關鍵字：

type Mammal interface {
 Say()
}

我們定義了一個Mammal的接口，當中聲明了一個Say函數(shù)。也就是說只要是擁有這個函數(shù)的結構體就可以用這個接口來接收，我們和剛才一樣，定義Cat、Dog和Human三個結構體，分別實現(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，我們嘗試使用這個接口來接收各種結構體的對象，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()
}

出來的結果當然和我們預想的一樣：

四、總結

今天我們一起聊了面向對象中多態(tài)以及接口的概念，借此進一步了解了為什么golang中的接口設計非常出色，因為它解耦了接口和實現(xiàn)類之間的聯(lián)系，使得進一步增加了我們編碼的靈活度，解決了供需關系顛倒的問題。但是世上沒有絕對的好壞，golang中的接口在方便了我們編碼的同時也帶來了一些問題，比如說由于沒了接口和實現(xiàn)類的強綁定，其實也一定程度上增加了開發(fā)和維護的成本。

總體來說這是一個仁者見仁的改動，有些寫慣了Java的同學可能會覺得沒有必要，這是過度解綁，有些人之前深受其害的同學可能覺得這個進步非常關鍵。但不論你怎么看，這都不影響我們學習它，畢竟學習本身是不帶立場的。今天的內(nèi)容當中包含一些Java和面向對象的概念，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，理解核心關鍵就好了，不需要細扣每一個細節(jié)。

以上就是淺談Go語言多態(tài)的實現(xiàn)與interface使用的詳細內(nèi)容，更多關于Go 多態(tài)與interface的資料請關注腳本之家其它相關文章！