Go语言的面向对象模型初探

 Go语言的面向对象模型与主流OO语言差异很大，本文通过对比Go与C++的三个差异来介绍Go的面向对象模型及其设计思想。

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一：可见性控制粒度是包

Go用首写字母的大小写来控制类、类成员、函数的可见性, 可见性控制的粒度是包。下面是Go和C++对Person的实现：

Go：

type Person struct {

    name string  //首字母小写，包外不可见

    Age  int    //首字母大写，包外可见

}

C++：

struct Person{

    private: std::string name;  //类外不可见

    public： int age;        //类外可见

};

要理解Go的做法，首先我们要问为什么要控制可见性？是为了隐藏实现细节。那么为什么要隐藏实现细节？是为了尽可能地减少对客户代码的影响。说到底是为了让客户能更容易地重用代码，所以可见性控制粒度应该与重用粒度相一致。Go认为重用粒度是包，因此只控制包的可见性。当然从完美角度看，这种做法会增加包内类之间的耦合，但是它也避免了新增友元特性以支持包内类之间的更密切的关联，这使得语言特性保持简洁, 而简洁正是Go语言的追求目标。

二：没有继承，只有组合

Go没有继承，只有组合。类功能复用可以通过匿名组合实现。下面是Go和C++对Teacher的实现：

Go:

type Teacher struct{

    Person

    school string

}

C++:

struct Teacher:Person{

    private: std::string school;

};

继承曾经被认为是OO最重要的特性。随着OO实践的深入，社区才逐渐认识到继承的弊端。实际上，当我们深入研究继承，就会发现它同时干了两件事情：

1、复用实现。

2、IS-A语义。

对于第一点，使用组合远比继承要更优秀，因为组合是黑盒复用，继承是白盒复用，复杂的继承树大大加重了程序员的心智负担。

对于第二点，IS-A语义的威力只有当我们基于接口进行编程（把IS-A理解为接口）时，才能充分地发挥。但是接口本质上是一种抽象，而这种抽象依赖于client，也就是说如果用继承，我们被迫要在实现类的时候对client的使用做适当地预测，否则就很难实现ISP，DIP这些设计原则。

既然继承做了两件事，而且做的都不好，Go就把继承拆分为两个更加单一的特性：匿名组合、Interface。通过匿名组合来复用实现，通过Interface支持基于接口的编程。

三：类型安全的鸭子类型

在第二节我们提到Go没有继承，Go也没有虚函数，它通过Interface实现IS-A语义来支持基于接口的编程，下面用Go和C++分别实现鸭子、野鸭子、打飞鸟的示例：

Go：

type Duck struct {//鸭子

       location Location //鸭子当前位置

}

func (duck *Duck) GetLocation() Location {//获取鸭子当前所处位置

       return duck.location

}

type WildDuck struct {//野鸭子

       Duck

}

func (wildDuck *WildDuck) Fly() {//飞走

}

type Flyer interface {//飞鸟

       Fly()

       GetLocation() Location

}

func ShotFlyer(location Location, flyer Flyer) {//打飞鸟

       if location != flyer.GetLocation() { //没打中飞走了

              flyer.Fly()

       }

}

func TestShotFlyer() {

       flyer := new(WildDuck)

       ShotFlyer(Location{1, 2, 3}, flyer)

}

C++：

struct Flyer{//飞鸟

    virtual void Fly()=0;

    virtual const Location& GetLocation()=0;

};

struct Duck{//鸭子

    void const Location& GetDuckLocation()

    private: Location location;

};

struct WildDuck:Duck, Flyer{//野鸭子

    private: virtual void Fly(){}

    private: virtual const Location& GetLocation(){return GetDuckLocation();}

};

void ShotFlyer(const Location& location, Flyer &flyer) {//打野鸭子

       if (location != flyer.GetLocation()) {//没打中飞走了

              flyer.Fly()

       }

}

void TestShotFlyer() {

       Flyer* flyer := new WildDuck()

       ShotFlyer(Location(1,2,3), flyer)

}

我们先来看Go的实现，WildDuck通过匿名组合Duck来复用Duck的GetLocation方法，为了能让ShotFlyer基于Flyer接口编程，WildDuck并不需要继承Flyer，只要实现了Flyer的所有方法，就能让编译器认为它就是Flyer，Flyer与WildDuck之间是松耦合的关系。

再看C++实现，WildDuck需要继承Flyer接口让编译器认为它就是Flyer，但是WildDuck不能直接复用Duck来实现Flyer的GetLocation方法，因为在编译器看来Duck不是Flyer，那么它就不能实现Flyer的方法，所以WildDuck只能自己实现虚函数GetLocation，通过GetLocation调用Duck的GetDuckLocation来复用Duck的获取当前位置功能。

从上面比较可以看出，Go的实现比C++的更加优雅，这种优雅是由于接口与实现的松耦合带来的。松耦合可以让接口与实现相对独立地演进；可以各自通过组合实现功能复用；也可以在实现具体类之后，无需修改具体类就能新增抽象接口以应对不同的应用场景（这个正是人解决问题的常用方式，先具体再抽象）。