1-6.Go面向对象的思维理解interface

一. interface

  1. interface 是方法声明的集合
  2. 任何类型的对象实现了在interface 接口中声明的全部方法,则表明该类型实现了该接口。
  3. interface 可以作为一种数据类型,实现了该接口的任何对象都可以给对应的接口类型变量赋值。
  4. interface 可以被任意对象实现,一个类型/对象也可以实现多个 interface
  5. 方法不能重载,如 eat(), eat(s string) 不能同时存在
  • 接口(interface)定义了一个对象的行为规范,只定义规范不实现,由具体的对象来实现规范的细节。

  • 牢记接口(interface)是一种类型

  • 接口类型是一种抽象的类型, 不会暴露出他所代表的内部属性的结构, 只会展示出他自己的方法,因此接口不能被实例化;

  • **Golang中的接口没有数据字段, 只有定义的方法;**接口是方法的集合

  • 接口命名规范:

    • 单个函数的接口名以"er"作为后缀, 接口的实现则去掉"er"
    • 两个函数的接口名综合两个函数名, 以"er"作为后缀, 接口的实现则去掉"er"
    • 三个以上函数以上的接口名, 抽象这个接口的功能, 类似于结构体命名;

结构体嵌入接口值,结构体初始化后可以返回嵌入的接口值类型

二. 面向对象原则

  • 面向对象尽量遵从一下原则
    1. 开闭原则: 面向扩展开放, 面向修改关闭. 简单的说就是在修改需求的时候,应该尽量通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有代码来实现变化

    2. 依赖倒转原则: 抽象层暴露出来的接口就是我们业务层可以使用的方法,然后可以通过多态的线下,接口指针指向哪个实现模块,调用了就是具体的实现方法; 依赖倒置原则的核心就是要我们面向接口编程,理解了面向接口编程,也就理解了依赖倒置。低层模块尽量都要有抽象类或接口,或者两者都有。变量的声明类型尽量是抽象类或接口。

    3. 单一原则: 单一职责,从字面意思其实就很好理解,只做一件事,不去多揽其他的事使自己烦心;单一职责原则可以看做是低耦合高内聚思想的延伸,提高高内聚来减少引起变化的原因。

    4. 里氏替换原则: 里氏替换原则对继承进行了规则上的约束,这种约束主要体现在四个方面:

      \1. 子类必须实现父类的抽象方法,但不得重写(覆盖)父类的非抽象(已实现)方法。

      \2. 子类中可以增加自己特有的方法。

      \3. 当子类覆盖或实现父类的方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松。

      \4. 当子类的方法实现父类的抽象方法时,方法的后置条件(即方法的返回值)要比父类更严格。

      就是要求继承是严格的is-a关系。所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。在软件中将一个基类对象替换成它的子类对象,程序将不会产生任何错误和异常,反过来则不成立,如果一个软件实体使用的是一个子类对象的话,那么它不一定能够使用基类对象。例如:我喜欢动物,那我一定喜欢狗,因为狗是动物的子类;但是我喜欢狗,不能据此断定我喜欢动物,因为我并不喜欢老鼠,虽然它也是动物。

    5. 接口隔离原则: 接口端不应该依赖它不需要的接口,一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上,通俗的讲就是需要什么就提供什么,不需要的就不要提供。接口中的方法应该尽量少,不要使接口过于臃肿,不要有很多不相关的逻辑方法。

三. 面向对象中的开闭原则

开闭原则: 一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放,对修改关闭。

简单的说就是在修改需求的时候,应该尽量通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有代码来实现变化。

1 1. 平铺式的模块设计 (垃圾)

  • 那么作为interface数据类型,他存在的意义在哪呢? 实际上是为了满足一些面向对象的编程思想。

  • 我们知道,软件设计的最高目标就是高内聚,低耦合。那么其中有一个设计原则叫开闭原则。什么是开闭原则呢,接下来我们看一个例子:

    • 一个银行业务员,他可能拥有很多的业务,比如Save()存款、Transfer()转账、Pay()支付等。那么如果这个业务员模块只有这几个方法还好,但是随着我们的程序写的越来越复杂,银行业务员可能就要增加方法,会导致业务员模块越来越臃肿。
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    package main
    
    import "fmt"
    
    //我们要写一个类,Banker银行业务员
    type Banker struct {
    }
    
    //存款业务
    func (this *Banker) Save() {
    	fmt.Println( "进行了 存款业务...")
    }
    
    //转账业务
    func (this *Banker) Transfer() {
    	fmt.Println( "进行了 转账业务...")
    }
    
    //支付业务
    func (this *Banker) Pay() {
    	fmt.Println( "进行了 支付业务...")
    }
    
    func main() {
    	banker := &Banker{}
    
    	banker.Save()
    	banker.Transfer()
    	banker.Pay()
    }
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  • 这样的设计会导致,当我们去给Banker添加新的业务的时候,会直接修改原有的Banker代码,那么Banker模块的功能会越来越多,出现问题的几率也就越来越大,假如此时Banker已经有99个业务了,现在我们要添加第100个业务,可能由于一次的不小心,导致之前99个业务也一起崩溃,因为所有的业务都在一个Banker类里,他们的耦合度太高,Banker的职责也不够单一,代码的维护成本随着业务的复杂正比成倍增大。

2 2. 开闭原则设计 (优化)

开闭原则: 设计代码时应该对功能扩展开放, 对修改功能关闭;

简单的说就是在修改需求的时候,应该尽量通过扩展来实现变化,而不是通过修改已有代码来实现变化。

  • 如果我们拥有接口, interface这个东西,那么我们就可以抽象一层出来,制作一个抽象的Banker模块,然后提供一个抽象的方法。 分别根据这个抽象模块,去实现支付Banker(实现支付方法),转账Banker(实现转账方法)

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  • 开闭原则设计代码

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    package main
    
    import "fmt"
    
    //抽象的银行业务员
    type AbstractBanker interface{
    	DoBusi()	//抽象的处理业务接口
    }
    
    //存款的业务员
    type SaveBanker struct {
    	//AbstractBanker
    }
    
    func (sb *SaveBanker) DoBusi() {
    	fmt.Println("进行了存款")
    }
    
    //转账的业务员
    type TransferBanker struct {
    	//AbstractBanker
    }
    
    func (tb *TransferBanker) DoBusi() {
    	fmt.Println("进行了转账")
    }
    
    //支付的业务员
    type PayBanker struct {
    	//AbstractBanker
    }
    
    func (pb *PayBanker) DoBusi() {
    	fmt.Println("进行了支付")
    }
    
    
    func main() {
    	//进行存款
    	sb := &SaveBanker{}
    	sb.DoBusi()
    
    	//进行转账
    	tb := &TransferBanker{}
    	tb.DoBusi()
    
    	//进行支付
    	pb := &PayBanker{}
    	pb.DoBusi()
    
    }

    当然我们也可以根据AbstractBanker设计一个小框架

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    //实现架构层(基于抽象层进行业务封装-针对interface接口进行封装)
    func BankerBusiness(banker AbstractBanker) {
    	//通过接口来向下调用,(多态现象)
    	banker.DoBusi()
    }

    那么main中可以如下实现业务调用:

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    func main() {
    	//进行存款
    	BankerBusiness(&SaveBanker{})
    
    	//进行存款
    	BankerBusiness(&TransferBanker{})
    
    	//进行存款
    	BankerBusiness(&PayBanker{})
    }

四. 面向对象中的依赖倒转原则

1 1. 耦合度极高的模块关系设计

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package main

import "fmt"

// === > 奔驰汽车 <===
type Benz struct {

}

func (this *Benz) Run() {
	fmt.Println("Benz is running...")
}

// === > 宝马汽车  <===
type BMW struct {

}

func (this *BMW) Run() {
	fmt.Println("BMW is running ...")
}


//===> 司机张三  <===
type Zhang3 struct {
	//...
}

func (zhang3 *Zhang3) DriveBenZ(benz *Benz) {
	fmt.Println("zhang3 Drive Benz")
	benz.Run()
}

func (zhang3 *Zhang3) DriveBMW(bmw *BMW) {
	fmt.Println("zhang3 drive BMW")
	bmw.Run()
}

//===> 司机李四 <===
type Li4 struct {
	//...
}

func (li4 *Li4) DriveBenZ(benz *Benz) {
	fmt.Println("li4 Drive Benz")
	benz.Run()
}

func (li4 *Li4) DriveBMW(bmw *BMW) {
	fmt.Println("li4 drive BMW")
	bmw.Run()
}

func main() {
	//业务1 张3开奔驰
	benz := &Benz{}
	zhang3 := &Zhang3{}
	zhang3.DriveBenZ(benz)

	//业务2 李四开宝马
	bmw := &BMW{}
	li4 := &Li4{}
	li4.DriveBMW(bmw)
}

2 2. 面向抽象层依赖倒转

  • 抽象层依赖倒转原则: 在指定业务逻辑也是一样,只需要参考抽象层的接口来业务就好了,抽象层暴露出来的接口就是我们业务层可以使用的方法,然后可以通过多态的线下,接口指针指向哪个实现模块,调用了就是具体的实现方法,这样我们业务逻辑层也是依赖抽象成编程。我们就将这种的设计原则叫做依赖倒转原则

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  • 如上图所示,如果我们在设计一个系统的时候,将模块分为3个层次,抽象层、实现层、业务逻辑层。那么,我们首先将抽象层的模块和接口定义出来,这里就需要了interface接口的设计,然后我们依照抽象层,依次实现每个实现层的模块,在我们写实现层代码的时候,实际上我们只需要参考对应的抽象层实现就好了,实现每个模块,也和其他的实现的模块没有关系,这样也符合了上面介绍的开闭原则。这样实现起来每个模块只依赖对象的接口,而和其他模块没关系,依赖关系单一。系统容易扩展和维护。

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    package main
    
    import "fmt"
    
    // ===== >   抽象层  < ========
    type Car interface {
    	Run()
    }
    
    type Driver interface {
    	Drive(car Car)
    }
    
    // ===== >   实现层  < ========
    type BenZ struct {
    	//...
    }
    
    func (benz * BenZ) Run() {
    	fmt.Println("Benz is running...")
    }
    
    type Bmw struct {
    	//...
    }
    
    func (bmw * Bmw) Run() {
    	fmt.Println("Bmw is running...")
    }
    
    type Zhang_3 struct {
    	//...
    }
    
    func (zhang3 *Zhang_3) Drive(car Car) {
    	fmt.Println("Zhang3 drive car")
    	car.Run()
    }
    
    type Li_4 struct {
    	//...
    }
    
    func (li4 *Li_4) Drive(car Car) {
    	fmt.Println("li4 drive car")
    	car.Run()
    }
    
    
    // ===== >   业务逻辑层  < ========
    func main() {
    	//张3 开 宝马
    	var bmw Car
    	bmw = &Bmw{}
    
    	var zhang3 Driver
    	zhang3 = &Zhang_3{}
    
    	zhang3.Drive(bmw)
    
    	//李4 开 奔驰
    	var benz Car
    	benz = &BenZ{}
    
    	var li4 Driver
    	li4 = &Li_4{}
    
    	li4.Drive(benz)
    }

3 3. 依赖倒转小练习

结构体嵌入接口值,结构体初始化后可以返回嵌入的接口值类型

  • 需求

    • 模拟组装2台电脑 — 抽象层 —有显卡Card 方法display,有内存Memory 方法storage,有处理器CPU 方法calculate — 实现层层 —有 Intel因特尔公司 、产品有(显卡、内存、CPU),有 Kingston 公司, 产品有(内存3),有 NVIDIA 公司, 产品有(显卡) — 逻辑层 —1. 组装一台Intel系列的电脑,并运行,2. 组装一台 Intel CPU Kingston内存 NVIDIA显卡的电脑,并运行
  • 实现

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    /*
    	模拟组装2台电脑
        --- 抽象层 ---
    	有显卡Card  方法display
    	有内存Memory 方法storage
        有处理器CPU   方法calculate
    
        --- 实现层层 ---
    	有 Intel因特尔公司 、产品有(显卡、内存、CPU)
    	有 Kingston 公司, 产品有(内存3)
    	有 NVIDIA 公司, 产品有(显卡)
    
    	--- 逻辑层 ---
    	1. 组装一台Intel系列的电脑,并运行
        2. 组装一台 Intel CPU  Kingston内存 NVIDIA显卡的电脑,并运行
    */
    package main
    
    import "fmt"
    
    //------  抽象层 -----
    type Card interface{
    	Display()
    }
    
    type Memory interface {
    	Storage()
    }
    
    type CPU interface {
    	Calculate()
    }
    
    type Computer struct {
    	cpu CPU
    	mem Memory
    	card Card
    }
    
    func NewComputer(cpu CPU, mem Memory, card Card) *Computer{
    	return &Computer{
    		cpu:cpu,
    		mem:mem,
    		card:card,
    	}
    }
    
    func (this *Computer) DoWork() {
    	this.cpu.Calculate()
    	this.mem.Storage()
    	this.card.Display()
    }
    
    //------  实现层 -----
    //intel
    type IntelCPU struct {
    	CPU	
    }
    
    func (this *IntelCPU) Calculate() {
    	fmt.Println("Intel CPU 开始计算了...")
    }
    
    type IntelMemory struct {
    	Memory
    }
    
    func (this *IntelMemory) Storage() {
    	fmt.Println("Intel Memory 开始存储了...")
    }
    
    type IntelCard struct {
    	Card
    }
    
    func (this *IntelCard) Display() {
    	fmt.Println("Intel Card 开始显示了...")
    }
    
    //kingston
    type KingstonMemory struct {
    	Memory
    }
    
    func (this *KingstonMemory) Storage() {
    	fmt.Println("Kingston memory storage...")
    }
    
    //nvidia
    type NvidiaCard struct {
    	Card
    }
    
    func (this *NvidiaCard) Display() {
    	fmt.Println("Nvidia card display...")
    }
    
    
    
    //------  业务逻辑层 -----
    func main() {
    	//intel系列的电脑
    	com1 := NewComputer(&IntelCPU{}, &IntelMemory{}, &IntelCard{})  //结构体嵌入接口值,结构体初始化后可以返回嵌入的接口值类型
    	com1.DoWork()
    
    	//杂牌子
    	com2 := NewComputer(&IntelCPU{}, &KingstonMemory{}, &NvidiaCard{})
    	com2.DoWork()
    }

五. 接口的意义

接口的意义就是为了实现解耦为了实现多态

  • 接口的最大的意义就是实现多态的思想,就是我们可以根据interface类型来设计API接口,那么这种API接口的适应能力不仅能适应当下所实现的全部模块,也适应未来实现的模块来进行调用。 调用未来可能就是接口的最大意义所在吧,这也是为什么架构师那么值钱,因为良好的架构师是可以针对interface设计一套框架,在未来许多年却依然适用。
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