如何用 interface 实现多态

Go 语言并没有设计诸如虚函数、纯虚函数、继承、多重继承等概念,但它通过接口却非常优雅地支持了面向对象的特性。

多态是一种运行期的行为,它有以下几个特点:

  1. 一种类型具有多种类型的能力

  2. 允许不同的对象对同一消息做出灵活的反应

  3. 以一种通用的方式对待个使用的对象

  4. 非动态语言必须通过继承和接口的方式来实现

看一个实现了多态的代码例子:

package main
import "fmt"
func main() {
qcrao := Student{age: 18}
whatJob(&qcrao)
growUp(&qcrao)
fmt.Println(qcrao)
stefno := Programmer{age: 100}
whatJob(stefno)
growUp(stefno)
fmt.Println(stefno)
}
func whatJob(p Person) {
p.job()
}
func growUp(p Person) {
p.growUp()
}
type Person interface {
job()
growUp()
}
type Student struct {
age int
}
func (p Student) job() {
fmt.Println("I am a student.")
return
}
func (p *Student) growUp() {
p.age += 1
return
}
type Programmer struct {
age int
}
func (p Programmer) job() {
fmt.Println("I am a programmer.")
return
}
func (p Programmer) growUp() {
// 程序员老得太快 ^_^
p.age += 10
return
}

代码里先定义了 1 个 Person 接口,包含两个函数:

job()
growUp()

然后,又定义了 2 个结构体,StudentProgrammer,同时,类型 *StudentProgrammer 实现了 Person 接口定义的两个函数。注意,*Student 类型实现了接口, Student 类型却没有。

之后,我又定义了函数参数是 Person 接口的两个函数:

func whatJob(p Person)
func growUp(p Person)

main 函数里先生成 StudentProgrammer 的对象,再将它们分别传入到函数 whatJobgrowUp。函数中,直接调用接口函数,实际执行的时候是看最终传入的实体类型是什么,调用的是实体类型实现的函数。于是,不同对象针对同一消息就有多种表现,多态就实现了。

更深入一点来说的话,在函数 whatJob() 或者 growUp() 内部,接口 person 绑定了实体类型 *Student 或者 Programmer。根据前面分析的 iface 源码,这里会直接调用 fun 里保存的函数,类似于: s.tab->fun[0],而因为 fun 数组里保存的是实体类型实现的函数,所以当函数传入不同的实体类型时,调用的实际上是不同的函数实现,从而实现多态。

运行一下代码:

I am a student.
{19}
I am a programmer.
{100}

参考资料

【各种面向对象的名词】https://cyent.github.io/golang/other/oo/

【多态与鸭子类型】https://www.jb51.net/article/116025.htm