在 Go 语言中,我为什么使用接口

  强调一下是我个人的见解以及接口在 Go 语言中的意义。

  如果您写代码已经有了一段时间,我可能不需要过多解释接口所带来的好处,但是在深入探讨 Go 语言中的接口前,我想花一两分钟先来简单介绍一下接口。如果您对接口很熟悉,请先跳过下面这段。

  在任一编程语言中,接口——方法或行为的集合,在功能和该功能的使用者之间构建了一层薄薄的抽象层。在使用接口时,并不需要了解底层函数是如何实现的,因为接口隔离了各个部分(划重点)。

  跟不使用接口相比,使用接口的最大好处就是可以使代码变得简洁。例如,您可以创建多个组件,通过接口让它们以统一的方式交互,尽管这些组件的底层实现差异很大。这样就可以在编译甚至运行的时候动态替换这些组件。

  用 Go 的 io.Reader 接口举个例子。io.Reader 接口的所有实现都有 Read(p []byte) (n int, err error) 函数。使用 io.Reader 接口的使用者不需要知道使用这个 Read 函数的时候那些字节从何而来。

  在我使用 Go 语言的过程中,与我使用过的其他任何编程语言相比,我经常发现其他的、不那么明显的使用接口的原因。今天,我将介绍一个很普遍的,也是我遇到了很多次的使用接口的原因。

  很多编程语言都有构造函数。构造函数是定义自定义类型(即 OO 语言中的类)时使用的一种建立对象的方法,它可以确保必须执行的任何初始化逻辑均已执行。

  例如,假设所有 widgets 都必须有一个不变的,系统分配的标识符。在 Java 中,这很容易实现:

  package io.krancour.widget;

  import java.util.UUID;

  public class Widget {

  private String id;

  // 使用构造函数初始化

  public Widget() {

  id = UUID.randomUUID().toString();

  }

  public String getId() {

  return id;

  }

  }

  class App {

  public static void main( String[] args ){

  Widget w = new Widget();

  System.out.println(w.getId());

  }

  }

  从上面这个例子可以看到,没有执行初始化逻辑就无法实例化一个新的 Widget

  但是 Go 语言没有此功能。:(

  在 Go 语言中,可以直接实例化一个自定义类型。

  定义一个 Widget 类型:

  package widgets

  type Widget struct {

  id string

  }

  func (w Widget) ID() string {

  return w.id

  }

  可以像这样实例化和使用一个 widget:

  package main

  import (

  "fmt"

  "github/krancour/widgets"

  )

  func main() {

  w := widgets.Widget{}

  fmt.Println(w.ID())

  }

  如果运行此示例,那么(也许)意料之中的结果是,打印出的 ID 是空字符串,因为它从未被初始化,而空字符串是字符串的“零值”。我们可以在 widgets 包中添加一个类似于构造函数的函数来处理初始化:

  package widgets

  import uuid "github/satori/go.uuid"

  type Widget struct {

  id string

  }

  func NewWidget() Widget {

  return Widget{

  id: uuid.NewV4().String(),

  }

  }

  func (w Widget) ID() string {

  return w.id

  }

  然后我们简单地修改 main 来使用这个类似于构造函数的新函数:

  package main

  import (

  "fmt"

  "github/krancour/widgets"

  )

  func main() {

  w := widgets.NewWidget()

  fmt.Println(w.ID())

  }

  执行该程序,我们得到了想要的结果。

  但是仍然存在一个严重问题!我们的 widgets 包没有强制用户在初始一个 widget 的时候使用我们的构造函数。

  首先我们尝试把自定义类型的变量私有化,以此来强制用户使用我们规定的构造函数来初始化widget。在 Go 语言中,类型名、函数名的首字母是否大写决定它们是否可被其他包访问。名称首字母大写的可被访问(也就是 public ),而名称首字母小写的不可被访问(也就是 private )。所以我们把类型 Widget 改为类型 widget :

  package widgets

  import uuid "github/satori/go.uuid"

  type widget struct {

  id string

  }

  func NewWidget() widget {

  return widget{

  id: uuid.NewV4().String(),

  }

  }

  func (w widget) ID() string {

  return w.id

  }

  我们的 main 代码保持不变,这次我们得到了一个 ID 。这比我们想要的要近了一步,但是我们在此过程中犯了一个不太明显的错误。类似于构造函数的 NewWidget 函数返回了一个私有的实例。尽管编译器对此不会报错,但这是一种不好的做法,下面是原因解释。

  在 Go 语言中,**包是复用的基本单位。其他语言中的类**是复用的基本单位。如前所述,任何无法被外部访问的内容实质上都是“包私有”,是该包的内部实现细节,对于使用这个包的使用者来说不重要。因此,Go 的文档生成工具 godoc 不会为私有的函数、类型等生成文档。

  当一个公开的构造函数返回一个私有的 widget 实例,实际上就陷入了一条死胡同。调用这个函数的人哪怕有这个实例,也绝对在文档里找不到任何关于这个实例类型的描述,也更不知道 ID() 这个函数。Go 社区非常重视文档,所以这样做是不会被接受的。

  回顾一下,到目前为止,我们写了一个类似于构造函数的函数来解决 Go 语言缺乏构造函数的问题,但是为了确保人们用该函数而不是直接实例化 Widget ,我们更改了该类型的可见性——将其重命名为 widget,即私有化了。虽然编译器不会报错,但是文档中不会出现对这个私有类型的描述。不过,我们距离想要的目标还近了一步。接下来就要使用接口来完成后续的了。

  通过创建一个**可被访问的**、widget 类型可以实现的接口,我们的构造函数可以返回一个公开的类型实例,并且会显示在 godoc 文档中。同时,这个接口的底层实现依然是私有的,使用者无法直接创建一个实例。

  package widgets

  import uuid "github/satori/go.uuid"

  // Widget is a ...

  type Widget interface {

  // ID 返回这个 widget 的唯一标识符

  ID() string

  }

  type widget struct {

  id string

  }

  // NewWidget() 返回一个新的 Widget 实例

  func NewWidget() Widget {

  return widget{

  id: uuid.NewV4().String(),

  }

  }

  func (w widget) ID() string {

  return w.id

  }

  我希望我已经充分地阐述了 Go 语言的这一特质——构造函数的缺失反而促进了接口的使用。

  在我的下一篇文章中,我将介绍一种几乎与之相反的场景——在其他语言中要使用接口但是在 Go 语言中却不必。

上一篇:记一次奇怪的QT布局重叠问题


下一篇:shiro源码(三)-认证过滤器原理