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[译] part 28: golang 的面向对象 -- 多态

Go 中的多态性是在接口的帮助下实现的。正如我们已经讨论过的,接口可以在 Go 中隐式实现。如果类型为接口中声明的所有方法提供定义,则类型实现接口。让我们看看在接口的帮助下如何在 Go 中实现多态性。

使用接口实现多态

任何定义了接口的所有方法的类型都被称为隐式实现了该接口。

一个接口类型的变量可以承载任何实现该接口的值。接口的这个属性用于在 Go 中实现多态。

让我们在一个计算组织净收入的程序的帮助下来理解 Go 中的多态性。为简单起见,我们假设这个想象中的组织有两种项目的收入,即固定账单,时间和材料。该组织的净收入按这些项目的收入总和计算。为了简化本教程,我们假设货币是美元,我们不会处理美分。它将使用int表示。 (我建议阅读该文章以了解如何表示美分。感谢 Andreas Matuschek 在评论部分指出了这一点。)

我们定义一个Income结构,

type Income interface {  
    calculate() int
    source() string
}
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上面定义的Income接口包含两个方法calculate(),它计算并返回项目来源收入的和,source()返回项目的名称。

下一步定义FixedBilling的结构

type FixedBilling struct {  
    projectName string
    biddedAmount int
}
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FixedBilling项目有两个字段projectName,表示项目名称,biddedAmount是组织为项目出价的金额。

TimeAndMaterial结构表示按时间计算收益的项目

type TimeAndMaterial struct {  
    projectName string
    noOfHours  int
    hourlyRate int
}
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TimeAndMaterial结构有三个字段projectNamenoOfHourshourlyRate

下一步是定义这些结构类型的方法,这些方法计算并返回实际收入和收入来源。

func (fb FixedBilling) calculate() int {  
    return fb.biddedAmount
}

func (fb FixedBilling) source() string {  
    return fb.projectName
}

func (tm TimeAndMaterial) calculate() int {  
    return tm.noOfHours * tm.hourlyRate
}

func (tm TimeAndMaterial) source() string {  
    return tm.projectName
}
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对于FixedBilling项目,收入只是项目的投标金额。因此我们从FixedBilling类型的calculate()方法返回它。

对于TimeAndMaterial项目,收入是noOfHourshourlyRate的乘积。返回值来自于使用接收者类型为TimeAndMaterialcalculate()方法。

我们用source()方法来返回收入来源项目的名字。

由于FixedBillingTimeAndMaterial结构都为Income接口的calculate()source()方法提供了定义,因此两个结构都实现了Income接口。

func calculateNetIncome(ic []Income) {  
    var netincome int = 0
    for _, income := range ic {
        fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate())
        netincome += income.calculate()
    }
    fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome)
}
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上面的calculateNetIncome函数接受Income接口的切片作为参数。它通过迭代切片并在每个项目上调用calculate()方法来计算总收入。它还通过调用source()方法显示收入来源。根据Income接口的具体类型,将调用不同的calculate()source()方法。因此,我们在calculateNetIncome函数中实现了多态性。

在将来,如果添加了一种新的收入来源,这个功能仍然可以正确计算总收入而无需一行代码更改:)。

接下来我们看看 main 函数的内容。

func main() {  
    project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000}
    project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000}
    project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25}
    incomeStreams := []Income{project1, project2, project3}
    calculateNetIncome(incomeStreams)
}
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在上面的 main 函数中,我们创建了三个项目,两个类型为FixedBilling,另一个类型为TimeAndMaterial。接下来,我们使用这 3 个项目创建一个类型为Income的切片。由于这些项目中的每一个都实现了Income接口,因此可以将所有三个项目添加到一个类型为Income的片段中。最后,我们用这个切片调用calculateNetIncome函数,它将显示各种收入和收入来源。

整个程序如下,

package main

import (  
    "fmt"
)

type Income interface {  
    calculate() int
    source() string
}

type FixedBilling struct {  
    projectName string
    biddedAmount int
}

type TimeAndMaterial struct {  
    projectName string
    noOfHours  int
    hourlyRate int
}

func (fb FixedBilling) calculate() int {  
    return fb.biddedAmount
}

func (fb FixedBilling) source() string {  
    return fb.projectName
}

func (tm TimeAndMaterial) calculate() int {  
    return tm.noOfHours * tm.hourlyRate
}

func (tm TimeAndMaterial) source() string {  
    return tm.projectName
}

func calculateNetIncome(ic []Income) {  
    var netincome int = 0
    for _, income := range ic {
        fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate())
        netincome += income.calculate()
    }
    fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome)
}

func main() {  
    project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000}
    project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000}
    project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25}
    incomeStreams := []Income{project1, project2, project3}
    calculateNetIncome(incomeStreams)
}
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程序输出,

Income From Project 1 = $5000  
Income From Project 2 = $10000  
Income From Project 3 = $4000  
Net income of organisation = $19000 
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在上述代码中添加新的收入来源

假设该组织通过做广告有了新的收入来源。让我们看看添加这个新的收入来源并计算总收入是多么简单,不需要对calculateNetIncome函数进行任何更改。由于多态性,这成为可能。

让我们首先定义一个Advertisement的收入类型,然后给该类型加上calculate()以及source()方法。

type Advertisement struct {  
    adName     string
    CPC        int
    noOfClicks int
}

func (a Advertisement) calculate() int {  
    return a.CPC * a.noOfClicks
}

func (a Advertisement) source() string {  
    return a.adName
}
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Advertisement类型有三个字段:adNameCPC(每次点击费用)和noOfClicks(点击次数)。广告的总收入是CPCnoOfClicks的乘积。

让我们稍微修改一下 main 函数,以包含这个新的收入来源。

func main() {  
    project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000}
    project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000}
    project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25}
    bannerAd := Advertisement{adName: "Banner Ad", CPC: 2, noOfClicks: 500}
    popupAd := Advertisement{adName: "Popup Ad", CPC: 5, noOfClicks: 750}
    incomeStreams := []Income{project1, project2, project3, bannerAd, popupAd}
    calculateNetIncome(incomeStreams)
}
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我们创建了两个名为bannerAdpopupAd的广告收入。 incomeStreams切片包含我们刚刚创建的两个广告。

加上后的整个代码如下,

package main

import (  
    "fmt"
)

type Income interface {  
    calculate() int
    source() string
}

type FixedBilling struct {  
    projectName  string
    biddedAmount int
}

type TimeAndMaterial struct {  
    projectName string
    noOfHours   int
    hourlyRate  int
}

type Advertisement struct {  
    adName     string
    CPC        int
    noOfClicks int
}

func (fb FixedBilling) calculate() int {  
    return fb.biddedAmount
}

func (fb FixedBilling) source() string {  
    return fb.projectName
}

func (tm TimeAndMaterial) calculate() int {  
    return tm.noOfHours * tm.hourlyRate
}

func (tm TimeAndMaterial) source() string {  
    return tm.projectName
}

func (a Advertisement) calculate() int {  
    return a.CPC * a.noOfClicks
}

func (a Advertisement) source() string {  
    return a.adName
}
func calculateNetIncome(ic []Income) {  
    var netincome int = 0
    for _, income := range ic {
        fmt.Printf("Income From %s = $%d\n", income.source(), income.calculate())
        netincome += income.calculate()
    }
    fmt.Printf("Net income of organisation = $%d", netincome)
}

func main() {  
    project1 := FixedBilling{projectName: "Project 1", biddedAmount: 5000}
    project2 := FixedBilling{projectName: "Project 2", biddedAmount: 10000}
    project3 := TimeAndMaterial{projectName: "Project 3", noOfHours: 160, hourlyRate: 25}
    bannerAd := Advertisement{adName: "Banner Ad", CPC: 2, noOfClicks: 500}
    popupAd := Advertisement{adName: "Popup Ad", CPC: 5, noOfClicks: 750}
    incomeStreams := []Income{project1, project2, project3, bannerAd, popupAd}
    calculateNetIncome(incomeStreams)
}
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Run in playground

上述程序输出,

Income From Project 1 = $5000  
Income From Project 2 = $10000  
Income From Project 3 = $4000  
Income From Banner Ad = $1000  
Income From Popup Ad = $3750  
Net income of organisation = $23750
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您会注意到虽然我们添加了新的收入来源,但我们没有对calculateNetIncome函数进行任何更改。这就是多态性的作用。由于新的Advertisement类型也实现了Income接口,我们可以将它添加到incomeStreams切片中。 calculateNetIncome函数也没有任何变化,因为它能够调用Advertisement类型的calculate()source()方法。

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