Justin-刘清政的博客

go/2-Go语言基础/28-多态

2019-08-01


title: “28-多态”
date: 2019-03-10 08:08
tags:

  • Go

Go 通过[接口]来实现多态。我们已经讨论过,在 Go 语言中,我们是隐式地实现接口。一个类型如果定义了接口所声明的全部[方法],那它就实现了该接口。现在我们来看看,利用接口,Go 是如何实现多态的。

使用接口实现多态

一个类型如果定义了接口的所有方法,那它就隐式地实现了该接口。

所有实现了接口的类型,都可以把它的值保存在一个接口类型的变量中。在 Go 中,我们使用接口的这种特性来实现多态

通过一个程序我们来理解 Go 语言的多态,它会计算一个组织机构的净收益。为了简单起见,我们假设这个虚构的组织所获得的收入来源于两个项目:fixed billingtime and material。该组织的净收益等于这两个项目的收入总和。同样为了简单起见,我们假设货币单位是美元,而无需处理美分。因此货币只需简单地用 int 来表示。

我们首先定义一个接口 Income

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

上面定义了接口 Interface,它包含了两个方法:calculate() 计算并返回项目的收入,而 source() 返回项目名称。

下面我们定义一个表示 FixedBilling 项目的结构体类型。

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type FixedBilling struct {  
projectName string
biddedAmount int
}

项目 FixedBillin 有两个字段:projectName 表示项目名称,而 biddedAmount 表示组织向该项目投标的金额。

TimeAndMaterial 结构体用于表示项目 Time and Material。

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type TimeAndMaterial struct {  
projectName string
noOfHours int
hourlyRate int
}

结构体 TimeAndMaterial 拥有三个字段名:projectNamenoOfHourshourlyRate

下一步我们给这些结构体类型定义方法,计算并返回实际收入和项目名称。

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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
}

在项目 FixedBilling 里面,收入就是项目的投标金额。因此我们返回 FixedBilling 类型的 calculate() 方法。

而在项目 TimeAndMaterial 里面,收入等于 noOfHourshourlyRate 的乘积,作为 TimeAndMaterial 类型的 calculate() 方法的返回值。

我们还通过 source() 方法返回了表示收入来源的项目名称。

由于 FixedBillingTimeAndMaterial 两个结构体都定义了 Income 接口的两个方法:calculate()source(),因此这两个结构体都实现了 Income 接口。

我们来声明一个 calculateNetIncome 函数,用来计算并打印总收入。

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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)
}

上面的[函数]接收一个 Income 接口类型的[切片]作为参数。该函数会遍历这个接口切片,并依个调用 calculate() 方法,计算出总收入。该函数同样也会通过调用 source() 显示收入来源。根据 Income 接口的具体类型,程序会调用不同的 calculate()source() 方法。于是,我们在 calculateNetIncome 函数中就实现了多态。

如果在该组织以后增加了新的收入来源,calculateNetIncome 无需修改一行代码,就可以正确地计算总收入了。

最后就剩下这个程序的 main 函数了。

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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)
}

在上面的 main 函数中,我们创建了三个项目,有两个是 FixedBilling 类型,一个是 TimeAndMaterial 类型。接着我们创建了一个 Income 类型的切片,存放了这三个项目。由于这三个项目都实现了 Interface 接口,因此可以把这三个项目放入 Income 切片。最后我们将该切片作为参数,调用了 calculateNetIncome 函数,显示了项目不同的收益和收入来源。

以下完整的代码供你参考。

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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)
}

该程序会输出:

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Income From Project 1 = $5000  
Income From Project 2 = $10000
Income From Project 3 = $4000
Net income of organisation = $19000

新增收益流

假设前面的组织通过广告业务,建立了一个新的收益流(Income Stream)。我们可以看到添加它非常简单,并且计算总收益也很容易,我们无需对 calculateNetIncome 函数进行任何修改。这就是多态的好处。

我们首先定义 Advertisement 类型,并在 Advertisement 类型中定义 calculate()source() 方法。

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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
}

Advertisement 类型有三个字段,分别是 adNameCPC(每次点击成本)和 noOfClicks(点击次数)。广告的总收益等于 CPCnoOfClicks 的乘积。

现在我们稍微修改一下 main 函数,把新的收益流添加进来。

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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)
}

我们创建了两个广告项目,即 bannerAdpopupAdincomeStream 切片包含了这两个创建的广告项目。

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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)
}

上面程序会输出:

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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

你会发现,尽管我们新增了收益流,但却完全没有修改 calculateNetIncome 函数。这就是多态带来的好处。由于新的 Advertisement 同样实现了 Income 接口,所以我们能够向 incomeStreams 切片添加 AdvertisementcalculateNetIncome 无需修改,因为它能够调用 Advertisement 类型的 calculate()source() 方法。

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