Golang面向对象编程（二）

2024-06-04 6446阅读

文章目录

  • 封装
    • 基本介绍
    • 封装的实现
    • 工厂函数
    • 继承
      • 基本介绍
      • 继承的实现
      • 字段和方法访问细节
      • 多继承

        封装

        基本介绍

        基本介绍

        • 封装（Encapsulation）是面向对象编程（OOP）中的一种重要概念，封装通过将数据和相关的方法组合在一起，形成一个称为类的抽象数据类型，只暴露必要的接口供外部使用。
        • 封装可以隐藏数据的实际实现细节，外部只能通过公共（public）接口来访问和修改数据，使得代码更加模块化和结构化，同时可以防止不恰当的访问和操作，提高数据的安全性。
        • 封装将相关的数据和方法组织在一起，形成了一个独立的单元，外部使用者只需关心公共接口，无需了解内部实现细节，简化了使用方式，提高了代码的可读性和可维护性。
        • 封装使得内部实现可以独立于外部接口进行修改，如果内部实现发生了变化，只需要确保公共接口的兼容性，而不会影响使用该类的其他代码，提供了更好的灵活性和可扩展性。

          封装的实现

          封装的实现

          • Go中的封装是通过命名约定和访问控制来实现的，而不像一些其他面向对象语言那样使用访问修饰符（如public、private、protected），因此开发者需要自觉遵守约定来保持封装的效果。
          • Go中通过结构体将相关的字段和方法组合在一起，并通过首字母大小写来控制其可访问性。结构体中的字段和方法使用大写字母开头表示公共的（可导出的），可以被其他包访问，而使用小写字母开头表示私有的（不可导出的），只能在当前包内使用。
          • Go中的封装更加宽泛，其封装的基本单元不是结构体而是包（package），包内的所有标识符（变量、函数、结构体、方法等）都通过首字母大小写来控制其可访问性

            封装案例如下：

            package model
import "fmt"
type Student struct {
	name   string
	age    int
	gender string
}
// 访问name字段
func (stu Student) GetName() string {
	return stu.name
}
func (stu *Student) SetName(name string) {
	stu.name = name
}
// 访问age字段
func (stu Student) GetAge() int {
	return stu.age
}
func (stu *Student) SetAge(age int) {
	stu.age = age
}
// 访问gender字段
func (stu Student) GetGender() string {
	return stu.gender
}
func (stu *Student) SetGender(gender string) {
	stu.gender = gender
}
// Student的其他方法
func (stu Student) Print() {
	fmt.Printf("student info: \n",
		stu.name, stu.age, stu.gender)
}

            使用上述包内结构体的案例如下：

            package main
import (
	"go_code/OOP2/Encapsulate/model"
)
func main() {
	// var stu = model.Student{"Alice", 12, "女"} // 隐式赋值
	var stu model.Student
	stu.SetName("Alice")
	stu.SetAge(12)
	stu.SetGender("女")
	stu.Print() // student info: 
}

            注意： Go中无法对结构体中不可导出的字段进行隐式赋值，可以通过给结构体绑定对应的setter和getter方法对不可导出的字段进行访问和赋值。

            工厂函数

            工厂函数

            如果结构体类型的首字母小写（不可导出），那么其他包将无法直接使用该结构体类型来创建实例，这时可以在包内提供对应可导出的工厂函数来创建实例并返回。如下：

            package model
import "fmt"
type student struct {
	name   string
	age    int
	gender string
}
// 工厂函数
func NewStudent(name string, age int, gender string) *student {
	return &student{
		name:   name,
		age:    age,
		gender: gender,
	}
}
func (stu student) Print() {
	fmt.Printf("student info: \n",
		stu.name, stu.age, stu.gender)
}

            其他包通过调用包中可导出的工厂函数，即可创建对应不可导出的结构体实例。如下：

            package main
import (
	"go_code/OOP2/Encapsulate/model"
)
func main() {
	var stu = model.NewStudent("Alice", 12, "女")
	stu.Print() // student info: 
}

            继承

            基本介绍

            基本介绍

            • 继承是面向对象编程中的一个重要概念，其允许一个类（子类/派生类）继承另一个类（父类/基类）的属性和方法，子类继承父类后可以直接访问和使用父类中字段和方法，同时可以添加自己的字段和方法。
            • 继承的主要优势在于代码复用，继承可以在不重复编写相似代码的情况下扩展现有的类，使代码更具可维护性和可扩展性。

              继承示意图如下：

              Golang面向对象编程（二） 第1张

              继承的实现

              继承的实现

              • Go中的继承是通过嵌套匿名结构体的方式来实现的，如果一个结构体中嵌套了另一个匿名结构体，那么这个结构体可以直接访问匿名结构体中的字段和方法，从而实现了继承的效果。

                继承案例如下：

                package main
import (
	"fmt"
)
// 基类
type Person struct {
	Name string
	Age  int
}
func (per Person) PrintInfo() {
	fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", per.Name, per.Age)
}
// 派生类
type Student struct {
	Person    // 嵌套匿名结构体
	StudentId int
}
func (stu Student) Study() {
	fmt.Printf("student %d is studying...\n", stu.StudentId)
}
// 派生类
type Teacher struct {
	*Person   // 嵌套匿名结构体指针
	TeacherId int
}
func (tch Teacher) Teach() {
	fmt.Printf("teacher %d is teaching...\n", tch.TeacherId)
}
func main() {
	var stu = Student{Person{"Alice", 12}, 100}
	stu.PrintInfo() // name = Alice, age = 12
	stu.Study()     // student 100 is studying...
	var tch = Teacher{&Person{"Bob", 22}, 200}
	tch.PrintInfo() // name = Bob, age = 22
	tch.Teach()     // teacher 200 is teaching...
}

                说明一下：

                • 在嵌套匿名结构体时，可以通过Type的方式嵌套匿名结构体，也可以通过*Type的方式嵌套匿名结构体指针。
                • 在创建结构体变量时，如果要通过字段名的方式初始化结构体字段，那么匿名结构体的字段名由匿名结构体的类型名充当。
                • 在结构体中嵌套匿名结构体后，可以通过结构体实例访问匿名结构体的字段和方法，但在访问时仍然遵循Go的命名约定和访问控制。如果被嵌套的匿名结构体的定义在其他包，那么通过结构体实例只能访问匿名结构体可导出的字段和方法。
                • 结构体中嵌入的匿名字段也可以是基本数据类型，在访问结构体中的匿名基本数据类型字段时，以对应基本数据类型的类型名作为其字段名。比如结构体中嵌入了一个匿名int字段，则通过结构体变量名.int的方式对其进行访问。

                  组合

                  在结构体中嵌套有名结构体属于组合关系，在访问组合的结构体字段和方法时，必须带上结构体的字段名。如下：

                  package main
import (
	"fmt"
)
// 车轮
type Wheel struct {
	Color string
	price int
}
// 自行车
type Bicycle struct {
	FrontWheel Wheel // 组合
	RearWheel  Wheel // 组合
	// ...
}
func (bc Bicycle) Print() {
	fmt.Printf("前轮 后轮\n",
		bc.FrontWheel.Color, bc.FrontWheel.price, bc.RearWheel.Color, bc.RearWheel.price)
}
func main() {
	var bc = Bicycle{
		FrontWheel: Wheel{"black", 100},
		RearWheel:  Wheel{"blue", 200},
	}
	bc.Print() // 前轮 后轮
}

                  字段和方法访问细节

                  字段和方法访问细节

                  结构体字段和方法的访问流程：

                  1. 先查看当前结构体类型中是否有对应的字段或方法，如果有则访问。
                  2. 再查看结构体中嵌入的匿名结构体中是否有对应的字段或方法，如果有则访问。
                  3. 继续查找更深层次嵌入的匿名结构体中是否有对应的字段或方法，如果有则访问，否则产生报错。

                  案例如下：

                  package main
import (
	"fmt"
)
// 基类
type Person struct {
	Name string
	Age  int
}
func (per Person) PrintInfo() {
	fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", per.Name, per.Age)
}
// 派生类
type Student struct {
	Person
	StudentId int
}
func (stu Student) Study() {
	fmt.Printf("student %d is studying...\n", stu.StudentId)
}
func (stu Student) PrintInfo() {
	fmt.Printf("name = %s, age = %d, id = %d\n", stu.Name, stu.Age, stu.StudentId)
}
func main() {
	var stu = Student{Person{"Alice", 12}, 100}
	fmt.Printf("name = %s\n", stu.Name) // name = Alice
	stu.PrintInfo()                     // name = Alice, age = 12, id = 100
}

                  代码说明：

                  • 在访问字段时，由于Student结构体中没有Name字段，因此Student变量.Name访问的是嵌套的匿名结构体Person中的Name字段。
                  • 在访问方法时，由于Student结构体有PrintInfo方法，因此Student变量.PrintInfo()访问的是Student结构体的PrintInfo方法，而不是Person结构体的PrintInfo方法。

                    多继承

                    多继承

                    多继承指的是一个结构体中嵌套了多个匿名结构体，如果嵌套的多个匿名结构体中有相同的字段名或方法名，那么在访问时需要通过匿名结构体的类型名进行指明访问。如下：

                    package main
import (
	"fmt"
)
type Cat struct {
	Name string
	Age  int
}
type Dog struct {
	Name string
	Age  int
}
// 多继承
type Pet struct {
	Cat
	Dog
}
func main() {
	var pet = Pet{
		Cat: Cat{
			Name: "小猫",
			Age:  2,
		},
		Dog: Dog{
			Name: "小狗",
			Age:  3,
		},
	}
	fmt.Printf("cat name = %s\n", pet.Cat.Name) // cat name = 小猫
	fmt.Printf("dog name = %s\n", pet.Dog.Name) // dog name = 小狗
}

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