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Go 语言中构建类型层次结构的正确姿势

碧海醫心

发布： 2025-09-11 23:43:01

原创

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go 语言中构建类型层次结构的正确姿势

Go 语言作为一门现代化的编程语言，在类型系统设计上有着独特的考量。它摒弃了传统面向对象语言中常见的类型继承，转而提倡使用接口（Interfaces）实现多态，以及使用嵌入（Embedding）实现代码复用。这使得 Go 语言在构建类型层次结构时，需要采用不同的思维方式。

许多从面向对象编程（OOP）语言转过来的开发者，往往会习惯性地使用继承来构建类型之间的关系。但在 Go 语言中，这种方式并不适用。理解 Go 语言如何分离多态和代码复用这两个概念至关重要。

理解 Go 的多态与代码复用

在传统的 OOP 语言中，继承将多态（"is a" 关系）和代码复用结合在一起。而在 Go 语言中，这两个概念是分离的：

多态（Polymorphism）：通过接口实现。一个类型只要实现了接口定义的所有方法，就被认为是该接口的实现，可以被当作该接口类型使用。
代码复用（Code Sharing）：通过嵌入实现。一个类型可以将另一个类型嵌入到自身中，从而获得被嵌入类型的所有字段和方法。

使用接口实现多态

接口定义了一组方法签名，任何实现了这些方法的类型都可以被认为是该接口的实现。例如，我们可以定义一个 PageStringer 接口：

type PageStringer interface {
    OpenPage() string
    OpenBody() string
    ContentStr() string
    CloseBody() string
    ClosePage() string
}

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然后，我们可以定义不同的页面类型，例如 Page、HTMLPage 和 HTML5Page，并让它们实现 PageStringer 接口。

type Page struct {
    Title   string
    Content string
}

func (p *Page) OpenPage() string {
    return "<html>"
}

func (p *Page) OpenBody() string {
    return "<body>"
}

func (p *Page) ContentStr() string {
    return p.Content
}

func (p *Page) CloseBody() string {
    return "</body>"
}

func (p *Page) ClosePage() string {
    return "</html>"
}

type HTMLPage struct {
    Page
    Encoding string
}

func (h *HTMLPage) OpenPage() string {
    return "<!DOCTYPE html>\n<html>"
}

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现在，Page 和 HTMLPage 类型都实现了 PageStringer 接口，因此可以被当作 PageStringer 类型使用。

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使用嵌入实现代码复用

嵌入允许一个类型包含另一个类型的所有字段和方法，从而实现代码复用。例如，HTMLPage 类型嵌入了 Page 类型：

type HTMLPage struct {
    Page
    Encoding string
}

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这意味着 HTMLPage 类型自动拥有了 Page 类型的 Title 和 Content 字段，以及 OpenPage、OpenBody、ContentStr、CloseBody 和 ClosePage 方法。HTMLPage 可以选择覆盖（override）嵌入类型的方法，以实现自己的特定行为。

构建页面层次结构的示例

现在，我们可以使用接口和嵌入来构建一个页面层次结构。首先，定义一个 Page 结构体作为基础类型：

package main

import "fmt"

type Page struct {
    Title   string
    Content string
}

func (p *Page) String() string {
    return fmt.Sprintf("<h1>%s</h1>\n<p>%s</p>", p.Title, p.Content)
}

type HTMLPage struct {
    Page
    Encoding string
}

func (h *HTMLPage) String() string {
    return fmt.Sprintf("<!DOCTYPE html>\n<html>\n<head>\n<title>%s</title>\n<meta charset=\"%s\">\n</head>\n<body>\n%s\n</body>\n</html>", h.Title, h.Encoding, h.Page.String())
}

type WikiPage struct {
    Page
}

func (w *WikiPage) String() string {
    return fmt.Sprintf("<wiki>\n<title>%s</title>\n<content>%s</content>\n</wiki>", w.Title, w.Content)
}

func main() {
    page := Page{Title: "Basic Page", Content: "This is a basic page."}
    htmlPage := HTMLPage{Page: Page{Title: "HTML Page", Content: "This is an HTML page."}, Encoding: "UTF-8"}
    wikiPage := WikiPage{Page: Page{Title: "Wiki Page", Content: "This is a wiki page."}}

    fmt.Println(page.String())
    fmt.Println(htmlPage.String())
    fmt.Println(wikiPage.String())
}

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在这个例子中，HTMLPage 和 WikiPage 都嵌入了 Page 结构体，并重写了 String() 方法，以提供特定于类型的输出格式。