十、Go 嵌入类型(继承)

(补充:Go语言允许用户扩展或修改已有类型的行为。这个功能对代码复用很重要,在修改已有类型以符合新类型的时候也很重要。这个功能是通过嵌入类型完成的。)

嵌入类型,或者嵌套类型,这是一种可以把已有的类型声明在新的类型里的一种方式,这种功能对代码复用非常重要。

在其他语言中,有继承可以做同样的事情,但是在Go语言中,没有继承的概念,Go提倡的代码复用的方式是组合,所以这也是嵌入类型的意义所在,组合而不是继承,所以Go才会更灵活。

type Reader interface {
	Read(p []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
	Write(p []byte) (n int, err error)
}

type Closer interface {
	Close() error
}

type ReadWriter interface {
	Reader
	Writer
}

type ReadCloser interface {
	Reader
	Closer
}

type WriteCloser interface {
	Writer
	Closer
}

以上是标准库io包里,我们常用的接口,可以看到ReadWriter接口是嵌入ReaderReader接口而组合成的新接口,这样我们就不用重复的定义被嵌入接口里的方法,直接通过嵌入就可以了。嵌入类型同样适用于结构体类型,我们再来看个例子:

type user struct {	// (补充:内部类型)
	name string
	email string
}

type admin struct {	// (补充:外部类型)
	user
	level string
}

嵌入后,被嵌入的类型称之为内部类型、新定义的类型称之为外部类型,这里user就是内部类型,而admin是外部类型。

通过嵌入类型,与内部类型相关联的所有字段、方法、标志符等等所有,都会被外包类型所拥有,就像外部类型自己的一样,这就达到了代码快捷复用组合的目的,而且定义非常简单,只需声明这个类型的名字就可以了。

同时,外部类型还可以添加自己的方法、字段属性等,可以很方便的扩展外部类型的功能。

func main() {
	ad := admin{
        user{"张三", "zhangsan@flysnow.org"}, 
        "管理员",
     }
	fmt.Println("可以直接调用,名字为:", ad.name)
	fmt.Println("也可以通过内部类型调用,名字为:", ad.user.name)
	fmt.Println("但是新增加的属性只能直接调用,级别为:", ad.level)
}

以上是嵌入类型的使用,可以看到,我们在初始化的时候,采用的是字面值的方式,所以要按其定义的结构进行初始化,先初始化user这个内部类型的,再初始化新增的level 属性。

对于内部类型的属性和方法访问上,我们可以用外部类型直接访问,也可以通过内部类型进行访问;但是我们为外部类型新增的方法属性字段,只能使用外部类型访问,因为内部类型没有这些。

当然,外部类型也可以声明同名的字段或者方法,来覆盖内部类型的,这种情况方法比较多,我们以方法为例

func main() {
	ad := admin{
        user{"张三", "zhangsan@flysnow.org"}, 	// (补充:注意这里,末尾有分号)
        "管理员",
     }
	ad.user.sayHello()
	ad.sayHello()
}

type user struct {
	name string
	email string

}

type admin struct {
	user
	level string
}

func (u user) sayHello(){
	fmt.Println("Hello,i am a user")
}

func (a admin) sayHello(){
	fmt.Println("Hello,i am a admin")
}

内部类型user有一个sayHello方法,外部类型对其进行了覆盖,同名重写sayHello,然后我们在main方法里分别访问这两个类型的方法,打印输出:

Hello,i am a user
Hello,i am a admin

从输出中看,方法sayHello被成功覆盖了。

嵌入类型的强大,还体现在:如果内部类型实现了某个接口,那么外部类型也被认为实现了这个接口。我们稍微改造下例子看下。

func main() {
	ad := admin{
        user{"张三", "zhangsan@flysnow.org"}, 
        "管理员",
     }
	sayHello(ad.user)	// 使用user作为参数
	sayHello(ad)		// 使用admin作为参数
}

type Hello interface {		// (补充:定义接口)
	hello()
}

func (u user) hello() {
	fmt.Println("Hello,i am a user")
}

func sayHello(h Hello) {	// (补充:参数类型为接口)
	h.hello()
}

这个例子原来的结构体类型useradmin的定义不变,新增了一个接口Hello,然后让user类型实现这个接口,最后我们定义了一个sayHello方法,它接受一个Hello接口类型的参数,最终我们在main函数演示的时候,发现不管是user类型,还是admin类型作为参数传递给sayHello方法的时候,都可以正常调用。

这里就可以说明admin实现了接口Hello,但是我们又没有显示的声明类型admin实现,所以这个实现是通过内部类型user实现的,因为admin包含了user所有的方法函数,所以也就实现了接口Hello

当然外部类型也可以重新实现,只需要像上面例子一样覆盖同名的方法即可。这里要说明的是,不管我们如何同名覆盖,都不会影响内部类型,我们还可以通过访问内部类型来访问它的方法、属性字段等。

嵌入类型的定义,是Go为了方便我们扩展或者修改已有类型的行为,是为了宣传组合这个概念而设计的,所以我们经常使用组合,灵活运用组合,扩展出更多的我们需要的类型结构。

(补充:再来看两个例子

1. 内部类型实现的接口被自动提升到外部类型

package main

import "fmt"

// notifier是一个定义了通知类行为的接口
type notifier interface {
	notify()
}

// user在程序里定义了一个用户类型
type user struct {
	name  string
	email string
}

// 通过user类型值的指针调用的方法
func (u *user) notify() {
	fmt.Printf("sending user email to %s<%s>\n", u.name, u.email)
}

// admin代表一个拥有权限的管理员用户
type admin struct {
	user
	level string
}

// main是应用程序的入口
func main() {
	// 创建一个admin用户
	ad := admin{
		user: user{
			name:  "john smith",
			email: "john@qq.com",
		},
		level: "super",
	}

	// 给admin用户发送一个通知
	// 接口的嵌入的内部类型实现,被提升到外部类型
	sendNotification(&ad)
}

// sendNotification接受一个实现了notifier接口的值并发送通知
func sendNotification(n notifier) {
	n.notify()
}

运行结果:

sending user email to john smith<john@qq.com>

2. 外部类型不需要内部类型的实现,内部类型没有被自动提升

package main

import "fmt"

// notifier是一个定义了通知类行为的接口
type notifier interface {
	notify()
}

// user在程序里定义了一个用户类型
type user struct {
	name  string
	email string
}

// 通过user类型值的指针调用的方法
func (u *user) notify() {
	fmt.Printf("sending user email to %s<%s>\n", u.name, u.email)
}

// admin代表一个拥有权限的管理员用户
type admin struct {
	user
	level string
}

// 通过admin类型值的指针调用的方法
func (a *admin) notify() {
	fmt.Printf("sending admin email to %s<%s>\n", a.name, a.email)
}

// main是应用程序的入口
func main() {
	// 创建一个admin用户
	ad := admin{
		user: user{
			name:  "john smith",
			email: "john@qq.com",
		},
		level: "super",
	}

	// 给admin用户发送一个通知
	// 接口的嵌入的内部类型实现,并没有提升到外部类型
	sendNotification(&ad)

	// 我们可以直接访问内部类型的方法
	ad.user.notify()

	// 内部类型的方法没有被提升
	ad.notify()
}

// sendNotification接受一个实现了notifier接口的值并发送通知
func sendNotification(n notifier) {
	n.notify()
}

运行结果:

sending admin email to john smith<john@qq.com>
sending user email to john smith<john@qq.com>
sending admin email to john smith<john@qq.com>