刘沙河
bigox
2021-12-02
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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. 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。
    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. 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）

    image-20220706221311442

  • 开闭原则设计代码

    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()

}
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    当然我们也可以根据AbstractBanker设计一个小框架

    //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()
}
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    那么main中可以如下实现业务调用:

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

	//进行存款
	BankerBusiness(&TransferBanker{})

	//进行存款
	BankerBusiness(&PayBanker{})
}
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# 四. 面向对象中的依赖倒转原则

# 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)
}
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# 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。

image-20211202180820656

  • 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。

    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)
}
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# 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

    /*
	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()
}
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# 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。
#Go#
上次更新: 2023/04/16, 18:35:33
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