如何在 Go 中实现一个抽象类？

Question

如何在 Go 中实现一个抽象类？由于 Go 不允许我们在接口中有字段，这将是一个无状态对象。那么，换句话说，Go 中的方法是否可以有某种默认实现？

考虑一个例子：

type Daemon interface {
    start(time.Duration)
    doWork()
}

func (daemon *Daemon) start(duration time.Duration) {
    ticker := time.NewTicker(duration)

    // this will call daemon.doWork() periodically  
    go func() {
        for {
            <- ticker.C
            daemon.doWork()
        }
    }()
}

type ConcreteDaemonA struct { foo int }
type ConcreteDaemonB struct { bar int }

func (daemon *ConcreteDaemonA) doWork() {
    daemon.foo++
    fmt.Println("A: ", daemon.foo)
}

func (daemon *ConcreteDaemonB) doWork() {
    daemon.bar--
    fmt.Println("B: ", daemon.bar)
}

func main() {
    dA := new(ConcreteDaemonA)
    dB := new(ConcreteDaemonB)

    start(dA, 1 * time.Second)
    start(dB, 5 * time.Second)

    time.Sleep(100 * time.Second)
}

这将无法编译，因为无法将接口用作接收器。

事实上，我已经回答了我的问题（请参阅下面的答案）。但是，这是实现这种逻辑的惯用方式吗？除了语言的简单性之外，还有什么理由不使用默认实现？

Answer 1

其他答案为您的问题提供了替代方案，但是他们提出了不使用抽象类/结构的解决方案，我想如果您有兴趣使用类似抽象类的解决方案，这里是您问题的非常精确的解决方案：

Go plaground

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type Daemon interface {
    start(time.Duration)
    doWork()
}

type AbstractDaemon struct {
    Daemon
}

func (a *AbstractDaemon) start(duration time.Duration) {
    ticker := time.NewTicker(duration)

    // this will call daemon.doWork() periodically  
    go func() {
        for {
            <- ticker.C
            a.doWork()
        }
    }()
}



type ConcreteDaemonA struct { 
*AbstractDaemon
foo int
}

func newConcreteDaemonA() *ConcreteDaemonA {
  a:=&AbstractDaemon{}
  r:=&ConcreteDaemonA{a, 0}
  a.Daemon = r
  return r
}


type ConcreteDaemonB struct { 
*AbstractDaemon
bar int
}

func newConcreteDaemonB() *ConcreteDaemonB {
  a:=&AbstractDaemon{}
  r:=&ConcreteDaemonB{a, 0}
  a.Daemon = r
  return r
}



func (a *ConcreteDaemonA) doWork() {
    a.foo++
    fmt.Println("A: ", a.foo)
}

func (b *ConcreteDaemonB) doWork() {
    b.bar--
    fmt.Println("B: ", b.bar)
}


func main() {
    var dA  Daemon = newConcreteDaemonA()
    var dB  Daemon = newConcreteDaemonB()

    dA.start(1 * time.Second)
    dB.start(5 * time.Second)

    time.Sleep(100 * time.Second)
}

如果这仍然不明显，如何在 go-lang 中使用抽象类/多继承，这里有详细的帖子。 Abstract Classes In Go

Answer 2

如果你想提供一个“默认”实现（对于Daemon.start()），那不是接口的特性（至少在Go中不是）。这是具体（非接口）类型的特征。

所以 Daemon 在你的情况下应该是一个具体的类型，方便的是 struct 因为你希望它有字段。并且要完成的任务可以是接口类型的值，或者在简单的情况下只是一个函数值（简单的情况意味着它只有一个方法）。

带接口类型

在Go Playground 上试用完整的应用程序。

type Task interface {
    doWork()
}

type Daemon struct {
    task Task
}

func (d *Daemon) start(t time.Duration) {
    ticker := time.NewTicker(t)
    // this will call task.doWork() periodically
    go func() {
        for {
            <-ticker.C
            d.task.doWork()
        }
    }()
}

type MyTask struct{}

func (m MyTask) doWork() {
    fmt.Println("Doing my work")
}

func main() {
    d := Daemon{task: MyTask{}}
    d.start(time.Millisecond*300)

    time.Sleep(time.Second * 2)
}

带函数值

在这个简单的例子中，这个更短。在Go Playground 上试试吧。

type Daemon struct {
    task func()
}

func (d *Daemon) start(t time.Duration) {
    ticker := time.NewTicker(t)
    // this will call task() periodically
    go func() {
        for {
            <-ticker.C
            d.task()
        }
    }()
}

func main() {
    d := Daemon{task: func() {
        fmt.Println("Doing my work")
    }}
    d.start(time.Millisecond * 300)

    time.Sleep(time.Second * 2)
}

Answer 3

一个简单的解决方案是将daemon *Daemon 移动到参数列表（从而从界面中删除start(...)）：

type Daemon interface {
    // start(time.Duration)
    doWork()
}

func start(daemon Daemon, duration time.Duration) { ... }

func main() {
    ...
    start(dA, 1 * time.Second)
    start(dB, 5 * time.Second)
    ...
}

Answer 4

您可以在 go 中实现抽象类。

定义：

type abstractObject interface{
    print()
}

type object struct{
    a int
    abstractObject
}

现在object 是一个抽象类，就像java 的。

你可以继承它并使用它的成员：

type concreteObject struct{
    *object
}

(o *concreteObject) print() {
    fmt.Println(o.a)
}

func newConcreteObject(o *object) {
    obj := &concreteObject{object: o}
    o.abstractObject = obj // all magics are in this statement.
}

并使用object 和concreteObject 的方法：

o := &object{}
newConcereteObject(o)
o.print()

并将抽象对象转换为具体对象：

concObj := o.abstractObject.(*concreteObject)

就像其他 OOP 语言一样。

Answer 5

如果您不需要工厂，Max Malysh 的解决方案在某些情况下会起作用。然而，Adrian Witas 给出的解决方案可能会导致循环依赖问题。

这是我实现抽象类的简单方法，尊重循环依赖和良好的工厂模式。

假设我们的组件具有以下包结构

component
  base
    types.go
    abstract.go
  impl1
    impl.go
  impl2
    impl.go
  types.go
  factory.go

定义组件的定义，本例将在此处定义：

component/types.go

package component

type IComponent interface{
    B() int
    A() int
    Sum() int
    Average() int
}

现在假设我们要创建一个仅实现 Sum 和 Average 的抽象类，但在这个抽象实现中，我们希望能够使用返回的值由实现的 A 和 B

为此，我们应该为抽象实现的抽象成员定义另一个接口

component/base/types.go

package base

type IAbstractComponentMembers {
    A() int
    B() int
}

然后我们可以继续实现抽象“类”

component/base/abstract.go

package base

type AbstractComponent struct {
    IAbstractComponentsMember
}

func (a *AbstractComponent) Sum() int {
    return a.A() + a.B()
}

func (a *AbstractComponent) Average() int {
    return a.Sum() / 2
}

现在我们继续实现

component/impl1/impl.go // 假设 impl2

类似

package impl1

type ComponentImpl1 struct {
    base.AbstractComponent
}

func (c *ComponentImpl1) A() int {
    return 2
}

func (c *ComponentImpl1) A() int {
    return 4
}

// Here is how we would build this component
func New() *ComponentImpl1 {
    impl1 := &ComponentImpl1{}
    abs:=&base.AbstractComponent{
        IAbstractComponentsMember: impl1,
    }
    impl1.AbstractComponent = abs
    return impl1
}

我们为此使用单独的接口而不是使用 Adrian Witas 示例的原因是，如果我们在这种情况下使用相同的接口，如果我们导入 base impl* 中的 package 来使用抽象“类”，并且我们在 components 包中导入 impl* 包，以便工厂可以注册他们，我们会找到一个循环引用。

所以我们可以有这样的工厂实现

component/factory.go

package component

// Default component implementation to use
const defaultName = "impl1"
var instance *Factory

type Factory struct {
    // Map of constructors for the components
    ctors map[string]func() IComponent
}

func (f *factory) New() IComponent {
    ret, _ := f.Create(defaultName)
    return ret
}

func (f *factory) Create(name string) (IComponent, error) {
    ctor, ok := f.ctors[name]
    if !ok {
        return nil, errors.New("component not found")
    }
    return ctor(), nil
}

func (f *factory) Register(name string, constructor func() IComponent) {
    f.ctors[name] = constructor
}

func Factory() *Factory {
    if instance == nil {
        instance = &factory{ctors: map[string]func() IComponent{}}
    }
    return instance
}

// Here we register the implementations in the factory
func init() {
    Factory().Register("impl1", func() IComponent { return impl1.New() })
    Factory().Register("impl2", func() IComponent { return impl2.New() })
}

Answer 6

抽象类的功能有以下要求 1. 不能直接创建抽象类的实例 2. 它应该提供默认的字段和方法。

接口和结构的组合可以用来满足以上两个要求。例如我们可以在下面看到

package main

import "fmt"

//Abstract Interface
type iAlpha interface {
    work()
    common(iAlpha)
}

//Abstract Concrete Type
type alpha struct {
    name string
}

func (a *alpha) common(i iAlpha) {
    fmt.Println("common called")
    i.work()
}

//Implementing Type
type beta struct {
    alpha
}

func (b *beta) work() {
    fmt.Println("work called")
    fmt.Printf("Name is %s\n", b.name)
}

func main() {
    a := alpha{name: "test"}
    b := &beta{alpha: a}
    b.common(b)
}


  Output:
    common called
    work called
    Name is test

这里要提到的一点是，所有默认方法都应该以 iAlpha 作为第一个参数，如果默认方法需要调用任何未实现的方法，它们将在此接口上调用。这与我们在上面的常用方法中所做的相同 - i.work()。

来源：https://golangbyexample.com/go-abstract-class/