GoSudaИнтерфейсы Go и встраивание структур: различия с наследованием классов и проектирование на основе композиции
Обзор
Интерфейсы в Go позволяют легко реализовать функции с одинаковыми аргументами и возвращаемыми значениями во многих структурах, однако это отличается от способа, которым ключевое слово extends в Java расширяет и переопределяет поведение внутренних функций. Чтобы не путать Go с наследованием, необходимо правильно понимать компositionную переиспользуемость кода в Go, но с самого начала полностью теоретически понять её непросто. Разберём это на примерах сценариев, где легко допустить ошибку.
Частые ошибки
Новички могут допускать следующие ошибки.
1package main
2import (
3 "fmt"
4 "strings"
5)
6
7type Fruits interface {
8 GetBrix() float64
9 GetName() string
10 SetLabel()
11 GetLabel(string) string
12 PrintAll()
13}
14
15type Apple struct {
16 Label string
17 Name string
18 Brix float64
19}
20
21type Watermelon struct {
22 Label string
23 Name string
24 Brix float64
25}
26
27func (a *Apple) PrintAll() {
28 fmt.Printf("Fruit: %s, Label: %s, Brix: %v\n", a.Name, a.Label, a.Brix)
29}
30
31const (
32 NO_LABEL = "EMPTY LABEL"
33)
34
35func (a *Apple) SetLabel(lbl string) {
36 a.Brix = 14.5;
37 a.Name = "apple";
38 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
39 if strings.Contains(lbl_lower, a.Name) {
40 fmt.Println("Succeed: Label was ", lbl)
41 a.Label = lbl;
42 } else {
43 fmt.Println("Failed: Label was ", lbl)
44 a.Label = NO_LABEL;
45 }
46}
47
48func (w *Watermelon) SetLabel(lbl string) {
49 w.Brix = 10;
50 w.Name = "watermelon";
51 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
52 if strings.Contains(lbl_lower, w.Name) {
53 w.Label = lbl;
54 } else {
55 w.Label = NO_LABEL;
56 }
57}
58
59func main() {
60 fmt.Println("Inheritance test #1")
61 apple := new(Apple)
62 watermelon := apple
63 apple.SetLabel("Apple_1")
64 fmt.Println("Apple, before copied to Watermelon")
65 apple.PrintAll()
66 watermelon.SetLabel("WaterMelon_2")
67 fmt.Println("Apple, after copied to Watermelon")
68 apple.PrintAll()
69 fmt.Println("Watermelon, which inherited Apple's Method")
70 watermelon.PrintAll()
71}
Если предположить, что Go следует традиционному наследованию, то этот код кажется корректным. Однако его вывод выглядит так:
1Inheritance test #1
2Succeed: Label was Apple_1
3Apple, before copied to Watermelon
4Fruit: apple, Label: Apple_1, Brix: 14.5
5Failed: Label was WaterMelon_2
6Apple, after copied to Watermelon
7Fruit: apple, Label: EMPTY LABEL, Brix: 14.5
8Watermelon, which inherited Apple's Method
9Fruit: apple, Label: EMPTY LABEL, Brix: 14.5
Здесь поведение Go становится понятнее:
1watermelon := apple
Этот код вовсе не превращает Apple в структуру Watermelon. Переменная watermelon является лишь указателем на apple.
Повторим ещё раз: Go не следует традиционной концепции наследования.
Если писать код с таким непониманием, возникают серьёзные ошибки: бессмысленное создание указателей, непреднамеренное копирование функций для других структур и т. п.
Как же выглядит образцовый код?
Подходящий пример на Go
1package main
2import (
3 "fmt"
4 "strings"
5)
6
7type Fruits interface {
8 GetBrix() float64
9 GetName() string
10 SetLabel()
11 GetLabel(string) string
12 PrintAll()
13}
14
15type BaseFruit struct {
16 Name string
17 Brix float64
18}
19
20type Apple struct {
21 Label string
22 Fruit BaseFruit
23}
24
25type Watermelon struct {
26 Label string
27 Fruit BaseFruit
28
29}
30
31func (b *BaseFruit) PrintAll() {
32 fmt.Printf("Fruit: %s, Brix: %v\n", b.Name, b.Brix)
33}
34
35
36const (
37 NO_LABEL = "EMPTY LABEL"
38)
39
40func (a *Apple) SetLabel(lbl string) {
41 a.Fruit.Brix = 14.5;
42 a.Fruit.Name = "apple";
43 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
44 if strings.Contains(lbl_lower, a.Fruit.Name) {
45 fmt.Println("Succeed: Label was ", lbl)
46 a.Label = lbl;
47 } else {
48 fmt.Println("Failed: Label was ", lbl)
49 a.Label = NO_LABEL;
50 }
51 fmt.Printf("Fruit %s label set to %s\n", a.Fruit.Name, a.Label);
52 a.Fruit.PrintAll()
53}
54
55func (w *Watermelon) SetLabel(lbl string) {
56 w.Fruit.Brix = 10;
57 w.Fruit.Name = "Watermelon";
58 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
59 if strings.Contains(lbl_lower, w.Fruit.Name) {
60 w.Label = lbl;
61 } else {
62 w.Label = NO_LABEL;
63 }
64 fmt.Printf("Fruit %s label set to %s\n", w.Fruit.Name, w.Label);
65 w.Fruit.PrintAll()
66}
67
68func main() {
69 apple := new(Apple)
70 watermelon := new(Watermelon)
71 apple.SetLabel("Apple_1")
72 watermelon.SetLabel("WaterMelon_2")
73}
Однако в Go можно добиться того, чтобы выглядело как наследование. Это анонимное встраивание (embedding). Оно возможно, если внутреннюю структуру объявить без имени. В этом случае поля вложенной структуры можно использовать без явного указания, и к ним есть прямой доступ. Используя этот паттерн продвижения (promotion) полей вложенной структуры в родительскую, в некоторых случаях можно повысить читаемость. Однако если нужно явно показывать вложенную структуру, не рекомендуется её использовать.
1package main
2import (
3 "fmt"
4 "strings"
5)
6
7type Fruits interface {
8 GetBrix() float64
9 GetName() string
10 SetLabel()
11 GetLabel(string) string
12 PrintAll()
13}
14
15type BaseFruit struct {
16 Name string
17 Brix float64
18}
19
20type Apple struct {
21 Label string
22 BaseFruit
23}
24
25type Watermelon struct {
26 Label string
27 BaseFruit
28
29}
30
31func (b *BaseFruit) PrintAll() {
32 fmt.Printf("Fruit: %s, Brix: %v\n", b.Name, b.Brix)
33}
34
35
36const (
37 NO_LABEL = "EMPTY LABEL"
38)
39
40func (a *Apple) SetLabel(lbl string) {
41 a.Brix = 14.5;
42 a.Name = "apple";
43 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
44 if strings.Contains(lbl_lower, a.Name) {
45 fmt.Println("Succeed: Label was ", lbl)
46 a.Label = lbl;
47 } else {
48 fmt.Println("Failed: Label was ", lbl)
49 a.Label = NO_LABEL;
50 }
51 fmt.Printf("Fruit %s label set to %s\n", a.Name, a.Label);
52 a.PrintAll()
53}
54
55func (w *Watermelon) SetLabel(lbl string) {
56 w.Brix = 10;
57 w.Name = "Watermelon";
58 lbl_lower := strings.ToLower(lbl)
59 if strings.Contains(lbl_lower, w.Name) {
60 w.Label = lbl;
61 } else {
62 w.Label = NO_LABEL;
63 }
64 fmt.Printf("Fruit %s label set to %s\n", w.Name, w.Label);
65 w.PrintAll()
66}
67
68func main() {
69 apple := new(Apple)
70 watermelon := new(Watermelon)
71 apple.SetLabel("Apple_1")
72 watermelon.SetLabel("WaterMelon_2")
73}
В этом примере есть такое различие:
1w.PrintAll() // Не w.Fruit.PrintAll(), а автоматический вызов через анонимную структуру (promotion)
Оба примера объединяет следующее важное положение:
- main должна быть краткой, функции разделяются по функциональности
- для разных структур используются разные объекты
- при необходимости совместного использования применяйте вложенную структуру
Какие преимущества даёт такой подход к программированию?
Преимущества
- Чёткое разграничение методов, требующих совместного использования, и остальных
- Разделение ответственности между отдельными структурами и методами
- Код, структурно разделённый в соответствии с требуемой спецификацией функций
Поначалу Go может казаться непривычным, отличаясь от традиционного ООП, но после освоения становится возможным явное и понятное программирование.
Итоги
- Изолируйте зоны ответственности
- Разделяйте код на детальные единицы по структурам
- Методы не следует понимать как абстрактные классы из Java
- Пишите явный и конкретный код Go гораздо проще и понятнее традиционной объектно-ориентированной модели и должен рассматриваться по отдельности. Вместо расширяемого программирования пишите код поэтапно и структурно, разделяя его.