1.1.3 Go语言的类型系统

Go语言提供了灵活的、无继承的类型系统,无需降低运行性能就能最大程度上复用代码。这个类型系统依然支持面向对象开发,但避免了传统面向对象的问题。如果你曾经在复杂的Java和C++程序上花数周时间考虑如何抽象类和接口,你就能意识到Go语言的类型系统有多么简单。Go 开发者使用 组合 (composition)设计模式,只需简单地将一个类型嵌入到另一个类型,就能复用所有的功能。其他语言也能使用组合,但是不得不和继承绑在一起使用,结果使整个用法非常复杂,很难使用。在Go语言中,一个类型由其他更微小的类型 组合 而成,避免了传统的基于继承的模型。

另外,Go语言还具有独特的接口实现机制,允许用户对行为进行建模,而不是对类型进行建模。在Go语言中,不需要声明某个类型实现了某个接口,编译器会判断一个类型的实例是否符合正在使用的接口。Go标准库里的很多接口都非常简单,只开放几个函数。从实践上讲,尤其对那些使用类似Java的面向对象语言的人来说,需要一些时间才能习惯这个特性。

1.类型简单

Go语言不仅有类似 intstring 这样的内置类型,还支持用户定义的类型。在Go语言中,用户定义的类型通常包含一组带类型的字段,用于存储数据。Go语言的用户定义的类型看起来和C语言的结构很像,用起来也很相似。不过Go语言的类型可以声明操作该类型数据的方法。传统语言使用继承来扩展结构——Client继承自User,User继承自Entity,Go语言与此不同,Go开发者构建更小的类型——Customer和Admin,然后把这些小类型组合成更大的类型。图1-4展示了继承和组合之间的不同。

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图1-4 继承和组合的对比

2.Go接口对一组行为建模

接口用于描述类型的行为。如果一个类型的实例实现了一个接口,意味着这个实例可以执行一组特定的行为。你甚至不需要去声明这个实例实现某个接口,只需要实现这组行为就好。其他的语言把这个特性叫作 鸭子类型 ——如果它叫起来像鸭子,那它就可能是只鸭子。Go语言的接口也是这么做的。在Go语言中,如果一个类型实现了一个接口的所有方法,那么这个类型的实例就可以存储在这个接口类型的实例中,不需要额外声明。

在类似Java这种严格的面向对象语言中,所有的设计都围绕接口展开。在编码前,用户经常不得不思考一个庞大的继承链。下面是一个Java接口的例子:

interface User {
    public void login();
    public void logout();
}

在Java中要实现这个接口,要求用户的类必须满足 User 接口里的所有约束,并且显式声明这个类实现了这个接口。而Go语言的接口一般只会描述一个单一的动作。在Go语言中,最常使用的接口之一是 io.Reader 。这个接口提供了一个简单的方法,用来声明一个类型有数据可以读取。标准库内的其他函数都能理解这个接口。这个接口的定义如下:

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

为了实现 io.Reader 这个接口,你只需要实现一个 Read 方法,这个方法接受一个 byte 切片,返回一个整数和可能出现的错误。

这和传统的面向对象编程语言的接口系统有本质的区别。Go语言的接口更小,只倾向于定义一个单一的动作。实际使用中,这更有利于使用组合来复用代码。用户几乎可以给所有包含数据的类型实现 io.Reader 接口,然后把这个类型的实例传给任意一个知道如何读取 io.Reader 的Go函数。

Go语言的整个网络库都使用了 io.Reader 接口,这样可以将程序的功能和不同网络的实现分离。这样的接口用起来有趣、优雅且自由。文件、缓冲区、套接字以及其他的数据源都实现了 io.Reader 接口。使用同一个接口,可以高效地操作数据,而不用考虑到底数据来自哪里。

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