Golang面向对象编程（二）

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 modelimport "fmt"type Student struct {name   stringage    intgender 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 mainimport ("go_code/OOP2/Encapsulate/model")func main() {// var stu = model.Student{"Alice", 12, "女"} // 隐式赋值var stu model.Studentstu.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 modelimport "fmt"type student struct {name   stringage    intgender 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 mainimport ("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：

            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 mainimport ("fmt")// 基类type Person struct {Name stringAge  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 = 12stu.Study()     // student 100 is studying...var tch = Teacher{&Person{"Bob", 22}, 200}tch.PrintInfo() // name = Bob, age = 22tch.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 mainimport ("fmt")// 车轮type Wheel struct {Color stringprice 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 mainimport ("fmt")// 基类type Person struct {Name stringAge  int}func (per Person) PrintInfo() {fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", per.Name, per.Age)}// 派生类type Student struct {PersonStudentId 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 = Alicestu.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 mainimport ("fmt")type Cat struct {Name stringAge  int}type Dog struct {Name stringAge  int}// 多继承type Pet struct {CatDog}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}