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。
接口的简单介绍
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。
具体到 Go 语言
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。
Go 语言没有构造函数
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.com/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.com/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.com/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。
变量私有化
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.com/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。
轮到接口上场了
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.com/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
}
总结
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。
via: https://medium.com/@kent.rancourt/go-pointers-why-i-use-interfaces-in-go-338ae0bdc9e4
作者:Kent Rancourt 译者:zhiyu-tracy-yang 校对:polaris1119
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