2.5 面向對象 · Go Web 編程

前面兩章我們介紹了函數和struct，那你是否想過函數當作struct的字段一樣來處理呢？今天我們就講解一下函數的另一種形態，帶有接收者的函數，我們稱為`method` ## [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.5.md#method)method 現在假設有這么一個場景，你定義了一個struct叫做長方形，你現在想要計算他的面積，那么按照我們一般的思路應該會用下面的方式來實現 ~~~ package main import "fmt" type Rectangle struct { width, height float64 } func area(r Rectangle) float64 { return r.width*r.height } func main() { r1 := Rectangle{12, 2} r2 := Rectangle{9, 4} fmt.Println("Area of r1 is: ", area(r1)) fmt.Println("Area of r2 is: ", area(r2)) } ~~~ 這段代碼可以計算出來長方形的面積，但是area()不是作為Rectangle的方法實現的（類似面向對象里面的方法），而是將Rectangle的對象（如r1,r2）作為參數傳入函數計算面積的。這樣實現當然沒有問題咯，但是當需要增加圓形、正方形、五邊形甚至其它多邊形的時候，你想計算他們的面積的時候怎么辦啊？那就只能增加新的函數咯，但是函數名你就必須要跟著換了，變成`area_rectangle, area_circle, area_triangle...` 像下圖所表示的那樣，橢圓代表函數, 而這些函數并不從屬于struct(或者以面向對象的術語來說，并不屬于class)，他們是單獨存在于struct外圍，而非在概念上屬于某個struct的。 [![](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/raw/master/zh/images/2.5.rect_func_without_receiver.png?raw=true)](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/images/2.5.rect_func_without_receiver.png?raw=true) 圖2.8 方法和struct的關系圖很顯然，這樣的實現并不優雅，并且從概念上來說"面積"是"形狀"的一個屬性，它是屬于這個特定的形狀的，就像長方形的長和寬一樣。基于上面的原因所以就有了`method`的概念，`method`是附屬在一個給定的類型上的，他的語法和函數的聲明語法幾乎一樣，只是在`func`后面增加了一個receiver(也就是method所依從的主體)。用上面提到的形狀的例子來說，method?`area()`?是依賴于某個形狀(比如說Rectangle)來發生作用的。Rectangle.area()的發出者是Rectangle， area()是屬于Rectangle的方法，而非一個外圍函數。更具體地說，Rectangle存在字段length 和 width, 同時存在方法area(), 這些字段和方法都屬于Rectangle。用Rob Pike的話來說就是： > "A method is a function with an implicit first argument, called a receiver." method的語法如下： ~~~ func (r ReceiverType) funcName(parameters) (results) ~~~ 下面我們用最開始的例子用method來實現： ~~~ package main import ( "fmt" "math" ) type Rectangle struct { width, height float64 } type Circle struct { radius float64 } func (r Rectangle) area() float64 { return r.width*r.height } func (c Circle) area() float64 { return c.radius * c.radius * math.Pi } func main() { r1 := Rectangle{12, 2} r2 := Rectangle{9, 4} c1 := Circle{10} c2 := Circle{25} fmt.Println("Area of r1 is: ", r1.area()) fmt.Println("Area of r2 is: ", r2.area()) fmt.Println("Area of c1 is: ", c1.area()) fmt.Println("Area of c2 is: ", c2.area()) } ~~~ 在使用method的時候重要注意幾點 * 雖然method的名字一模一樣，但是如果接收者不一樣，那么method就不一樣 * method里面可以訪問接收者的字段 * 調用method通過`.`訪問，就像struct里面訪問字段一樣圖示如下: [![](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/raw/master/zh/images/2.5.shapes_func_with_receiver_cp.png?raw=true)](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/images/2.5.shapes_func_with_receiver_cp.png?raw=true) 圖2.9 不同struct的method不同在上例，method area() 分別屬于Rectangle和Circle，于是他們的 Receiver 就變成了Rectangle 和 Circle, 或者說，這個area()方法是由 Rectangle/Circle 發出的。 > 值得說明的一點是，圖示中method用虛線標出，意思是此處方法的Receiver是以值傳遞，而非引用傳遞，是的，Receiver還可以是指針, 兩者的差別在于, 指針作為Receiver會對實例對象的內容發生操作,而普通類型作為Receiver僅僅是以副本作為操作對象,并不對原實例對象發生操作。后文對此會有詳細論述。那是不是method只能作用在struct上面呢？當然不是咯，他可以定義在任何你自定義的類型、內置類型、struct等各種類型上面。這里你是不是有點迷糊了，什么叫自定義類型，自定義類型不就是struct嘛，不是這樣的哦，struct只是自定義類型里面一種比較特殊的類型而已，還有其他自定義類型申明，可以通過如下這樣的申明來實現。 ~~~ type typeName typeLiteral ~~~ 請看下面這個申明自定義類型的代碼 ~~~ type ages int type money float32 type months map[string]int m := months { "January":31, "February":28, ... "December":31, } ~~~ 看到了嗎？簡單的很吧，這樣你就可以在自己的代碼里面定義有意義的類型了，實際上只是一個定義了一個別名,有點類似于c中的typedef，例如上面ages替代了int 好了，讓我們回到`method` 你可以在任何的自定義類型中定義任意多的`method`，接下來讓我們看一個復雜一點的例子 ~~~ package main import "fmt" const( WHITE = iota BLACK BLUE RED YELLOW ) type Color byte type Box struct { width, height, depth float64 color Color } type BoxList []Box //a slice of boxes func (b Box) Volume() float64 { return b.width * b.height * b.depth } func (b *Box) SetColor(c Color) { b.color = c } func (bl BoxList) BiggestColor() Color { v := 0.00 k := Color(WHITE) for _, b := range bl { if bv := b.Volume(); bv > v { v = bv k = b.color } } return k } func (bl BoxList) PaintItBlack() { for i, _ := range bl { bl[i].SetColor(BLACK) } } func (c Color) String() string { strings := []string {"WHITE", "BLACK", "BLUE", "RED", "YELLOW"} return strings[c] } func main() { boxes := BoxList { Box{4, 4, 4, RED}, Box{10, 10, 1, YELLOW}, Box{1, 1, 20, BLACK}, Box{10, 10, 1, BLUE}, Box{10, 30, 1, WHITE}, Box{20, 20, 20, YELLOW}, } fmt.Printf("We have %d boxes in our set\n", len(boxes)) fmt.Println("The volume of the first one is", boxes[0].Volume(), "cm3") fmt.Println("The color of the last one is",boxes[len(boxes)-1].color.String()) fmt.Println("The biggest one is", boxes.BiggestColor().String()) fmt.Println("Let's paint them all black") boxes.PaintItBlack() fmt.Println("The color of the second one is", boxes[1].color.String()) fmt.Println("Obviously, now, the biggest one is", boxes.BiggestColor().String()) } ~~~ 上面的代碼通過const定義了一些常量，然后定義了一些自定義類型 * Color作為byte的別名 * 定義了一個struct:Box，含有三個長寬高字段和一個顏色屬性 * 定義了一個slice:BoxList，含有Box 然后以上面的自定義類型為接收者定義了一些method * Volume()定義了接收者為Box，返回Box的容量 * SetColor(c Color)，把Box的顏色改為c * BiggestColor()定在在BoxList上面，返回list里面容量最大的顏色 * PaintItBlack()把BoxList里面所有Box的顏色全部變成黑色 * String()定義在Color上面，返回Color的具體顏色(字符串格式) 上面的代碼通過文字描述出來之后是不是很簡單？我們一般解決問題都是通過問題的描述，去寫相應的代碼實現。 ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.5.md#指針作為receiver)指針作為receiver 現在讓我們回過頭來看看SetColor這個method，它的receiver是一個指向Box的指針，是的，你可以使用*Box。想想為啥要使用指針而不是Box本身呢？我們定義SetColor的真正目的是想改變這個Box的顏色，如果不傳Box的指針，那么SetColor接受的其實是Box的一個copy，也就是說method內對于顏色值的修改，其實只作用于Box的copy，而不是真正的Box。所以我們需要傳入指針。這里可以把receiver當作method的第一個參數來看，然后結合前面函數講解的傳值和傳引用就不難理解這里你也許會問了那SetColor函數里面應該這樣定義`*b.Color=c`,而不是`b.Color=c`,因為我們需要讀取到指針相應的值。你是對的，其實Go里面這兩種方式都是正確的，當你用指針去訪問相應的字段時(雖然指針沒有任何的字段)，Go知道你要通過指針去獲取這個值，看到了吧，Go的設計是不是越來越吸引你了。也許細心的讀者會問這樣的問題，PaintItBlack里面調用SetColor的時候是不是應該寫成`(&bl[i]).SetColor(BLACK)`，因為SetColor的receiver是*Box，而不是Box。你又說對的，這兩種方式都可以，因為Go知道receiver是指針，他自動幫你轉了。也就是說： > 如果一個method的receiver是*T,你可以在一個T類型的實例變量V上面調用這個method，而不需要&V去調用這個method 類似的 > 如果一個method的receiver是T，你可以在一個*T類型的變量P上面調用這個method，而不需要 *P去調用這個method 所以，你不用擔心你是調用的指針的method還是不是指針的method，Go知道你要做的一切，這對于有多年C/C++編程經驗的同學來說，真是解決了一個很大的痛苦。 ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.5.md#method繼承)method繼承前面一章我們學習了字段的繼承，那么你也會發現Go的一個神奇之處，method也是可以繼承的。如果匿名字段實現了一個method，那么包含這個匿名字段的struct也能調用該method。讓我們來看下面這個例子 ~~~ package main import "fmt" type Human struct { name string age int phone string } type Student struct { Human //匿名字段 school string } type Employee struct { Human //匿名字段 company string } //在human上面定義了一個method func (h *Human) SayHi() { fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone) } func main() { mark := Student{Human{"Mark", 25, "222-222-YYYY"}, "MIT"} sam := Employee{Human{"Sam", 45, "111-888-XXXX"}, "Golang Inc"} mark.SayHi() sam.SayHi() } ~~~ ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.5.md#method重寫)method重寫上面的例子中，如果Employee想要實現自己的SayHi,怎么辦？簡單，和匿名字段沖突一樣的道理，我們可以在Employee上面定義一個method，重寫了匿名字段的方法。請看下面的例子 ~~~ package main import "fmt" type Human struct { name string age int phone string } type Student struct { Human //匿名字段 school string } type Employee struct { Human //匿名字段 company string } //Human定義method func (h *Human) SayHi() { fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone) } //Employee的method重寫Human的method func (e *Employee) SayHi() { fmt.Printf("Hi, I am %s, I work at %s. Call me on %s\n", e.name, e.company, e.phone) //Yes you can split into 2 lines here. } func main() { mark := Student{Human{"Mark", 25, "222-222-YYYY"}, "MIT"} sam := Employee{Human{"Sam", 45, "111-888-XXXX"}, "Golang Inc"} mark.SayHi() sam.SayHi() } ~~~ 上面的代碼設計的是如此的美妙，讓人不自覺的為Go的設計驚嘆！通過這些內容，我們可以設計出基本的面向對象的程序了，但是Go里面的面向對象是如此的簡單，沒有任何的私有、公有關鍵字，通過大小寫來實現(大寫開頭的為公有，小寫開頭的為私有)，方法也同樣適用這個原則。