Go 經典入門系列 26：結構體取代類?

歡迎來到 Golang 系列教程^[1]的第 26 篇。

Go 支持面向對象嗎？

Go 并不是完全面向對象的編程語言。Go 官網的 FAQ^[2] 回答了 Go 是否是面向對象語言，摘錄如下。

可以說是，也可以說不是。雖然 Go 有類型和方法，支持面向對象的編程風格，但卻沒有類型的層次結構。Go 中的“接口”概念提供了一種不同的方法，我們認為它易于使用，也更為普遍。Go 也可以將結構體嵌套使用，這與子類化（Subclassing）類似，但并不完全相同。此外，Go 提供的特性比 C++ 或 Java 更為通用：子類可以由任何類型的數(shù)據來定義，甚至是內建類型（如簡單的“未裝箱的”整型）。這在結構體（類）中沒有受到限制。

在接下來的教程里，我們會討論如何使用 Go 來實現(xiàn)面向對象編程概念。與其它面向對象語言（如 Java）相比，Go 有很多完全不同的特性。

使用結構體，而非類

Go 不支持類，而是提供了結構體。結構體中可以添加方法。這樣可以將數(shù)據和操作數(shù)據的方法綁定在一起，實現(xiàn)與類相似的效果。

為了加深理解，我們來編寫一個示例吧。

在示例中，我們創(chuàng)建一個自定義包，它幫助我們更好地理解，結構體是如何有效地取代類的。

在你的 Go 工作區(qū)創(chuàng)建一個名為 oop 的文件夾。在 opp 中再創(chuàng)建子文件夾 employee。在 employee 內，創(chuàng)建一個名為 employee.go 的文件。

文件夾結構會是這樣：

workspacepath?->?oop?->?employee?->?employee.go

請將 employee.go 里的內容替換為如下所示的代碼。

package?employee

import?(
?"fmt"
)

type?Employee?struct?{
?FirstName???string
?LastName????string
?TotalLeaves?int
?LeavesTaken?int
}

func?(e?Employee)?LeavesRemaining()?{
?fmt.Printf("%s?%s?has?%d?leaves?remaining",?e.FirstName,?e.LastName,?(e.TotalLeaves?-?e.LeavesTaken))
}

在上述程序里，第 1 行指定了該文件屬于 employee 包。而第 7 行聲明了一個 Employee 結構體。在第 14 行，結構體 Employee 添加了一個名為 LeavesRemaining 的方法。該方法會計算和顯示員工的剩余休假數(shù)。于是現(xiàn)在我們有了一個結構體，并綁定了結構體的方法，這與類很相似。

接著在 oop 文件夾里創(chuàng)建一個文件，命名為 main.go。

現(xiàn)在目錄結構如下所示：

workspacepath?->?oop?->?employee?->?employee.go
workspacepath?->?oop?->?main.go

main.go 的內容如下所示：

package?main

import?"oop/employee"

func?main()?{
?e?:=?employee.Employee?{
??FirstName:?"Sam",
??LastName:?"Adolf",
??TotalLeaves:?30,
??LeavesTaken:?20,
?}
?e.LeavesRemaining()
}

我們在第 3 行引用了 employee 包。在 main()（第 12 行），我們調用了 Employee 的 LeavesRemaining() 方法。

由于有自定義包，這個程序不能在 go playground 上運行。你可以在你的本地運行，在 workspacepath/bin/oop 下輸入命令 go install opp，程序會打印輸出：

Sam?Adolf?has?10?leaves?remaining

使用 New() 函數(shù)，而非構造器

我們上面寫的程序看起來沒什么問題，但還是有一些細節(jié)問題需要注意。我們看看當定義一個零值的 employee 結構體變量時，會發(fā)生什么。將 main.go 的內容修改為如下代碼：

package?main

import?"oop/employee"

func?main()?{
?var?e?employee.Employee
?e.LeavesRemaining()
}

我們的修改只是創(chuàng)建一個零值的 Employee 結構體變量（第 6 行）。該程序會輸出：

has?0?leaves?remaining

你可以看到，使用 Employee 創(chuàng)建的零值變量沒有什么用。它沒有合法的姓名，也沒有合理的休假細節(jié)。

在像 Java 這樣的 OOP 語言中，是使用構造器來解決這種問題的。一個合法的對象必須使用參數(shù)化的構造器來創(chuàng)建。

Go 并不支持構造器。如果某類型的零值不可用，需要程序員來隱藏該類型，避免從其他包直接訪問。程序員應該提供一種名為 NewT(parameters) 的函數(shù)，按照要求來初始化 T 類型的變量。按照 Go 的慣例，應該把創(chuàng)建 T 類型變量的函數(shù)命名為 NewT(parameters)。這就類似于構造器了。如果一個包只含有一種類型，按照 Go 的慣例，應該把函數(shù)命名為 New(parameters)， 而不是 NewT(parameters)。

讓我修改一下原先的代碼，使得每當創(chuàng)建 employee 的時候，它都是可用的。

首先應該讓 Employee 結構體不可引用，然后創(chuàng)建一個 New 函數(shù)，用于創(chuàng)建 Employee 結構體變量。在 employee.go 中輸入下面代碼：

package?employee

import?(
?"fmt"
)

type?employee?struct?{
?firstName???string
?lastName????string
?totalLeaves?int
?leavesTaken?int
}

func?New(firstName?string,?lastName?string,?totalLeave?int,?leavesTaken?int)?employee?{
?e?:=?employee?{firstName,?lastName,?totalLeave,?leavesTaken}
?return?e
}

func?(e?employee)?LeavesRemaining()?{
?fmt.Printf("%s?%s?has?%d?leaves?remaining",?e.firstName,?e.lastName,?(e.totalLeaves?-?e.leavesTaken))
}

我們進行了一些重要的修改。我們把 Employee 結構體的首字母改為小寫 e，也就是將 type Employee struct 改為了 type employee struct。通過這種方法，我們把 employee 結構體變?yōu)榱瞬豢梢玫模乐蛊渌鼘λ脑L問。除非有特殊需求，否則也要隱藏所有不可引用的結構體的所有字段，這是 Go 的最佳實踐。由于我們不會在外部包需要 employee 的字段，因此我們也讓這些字段無法引用。

同樣，我們還修改了 LeavesRemaining() 的方法。

現(xiàn)在由于 employee 不可引用，因此不能在其他包內直接創(chuàng)建 Employee 類型的變量。于是我們在第 14 行提供了一個可引用的 New 函數(shù)，該函數(shù)接收必要的參數(shù)，返回一個新創(chuàng)建的 employee 結構體變量。

這個程序還需要一些必要的修改，但現(xiàn)在先運行這個程序，理解一下當前的修改。如果運行當前程序，編譯器會報錯，如下所示：

go/src/constructor/main.go:6:?undefined:?employee.Employee

這是因為我們將 Employee 設置為不可引用，因此編譯器會報錯，提示該類型沒有在 main.go 中定義。很完美，正如我們期望的一樣，其他包現(xiàn)在不能輕易創(chuàng)建零值的 employee 變量了。我們成功地避免了創(chuàng)建不可用的 employee 結構體變量?，F(xiàn)在創(chuàng)建 employee 變量的唯一方法就是使用 New 函數(shù)。

如下所示，修改 main.go 里的內容。

package?main

import?"oop/employee"

func?main()?{
?e?:=?employee.New("Sam",?"Adolf",?30,?20)
?e.LeavesRemaining()
}

該文件唯一的修改就是第 6 行。通過向 New 函數(shù)傳入所需變量，我們創(chuàng)建了一個新的 employee 結構體變量。

下面是修改后的兩個文件的內容。

employee.go

package?employee

import?(
?"fmt"
)

type?employee?struct?{
?firstName???string
?lastName????string
?totalLeaves?int
?leavesTaken?int
}

func?New(firstName?string,?lastName?string,?totalLeave?int,?leavesTaken?int)?employee?{
?e?:=?employee?{firstName,?lastName,?totalLeave,?leavesTaken}
?return?e
}

func?(e?employee)?LeavesRemaining()?{
?fmt.Printf("%s?%s?has?%d?leaves?remaining",?e.firstName,?e.lastName,?(e.totalLeaves?-?e.leavesTaken))
}

main.go

package?main

import?"oop/employee"

func?main()?{
?e?:=?employee.New("Sam",?"Adolf",?30,?20)
?e.LeavesRemaining()
}

運行該程序，會輸出：

Sam?Adolf?has?10?leaves?remaining

現(xiàn)在你能明白了，雖然 Go 不支持類，但結構體能夠很好地取代類，而以 New(parameters) 簽名的方法可以替代構造器。

關于 Go 中的類和構造器到此結束。祝你愉快。

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via: https://golangbot.com/structs-instead-of-classes/

作者：Nick Coghlan^[4]譯者：Noluye^[5]校對：polaris1119^[6]

本文由 GCTT^[7] 原創(chuàng)編譯，Go 中文網^[8] 榮譽推出

參考資料