Golang的垂直组合思维——type embedding

什么是Golang的正交组合-垂直组合思维： Tony Bai的博客 - Coding in GO way - Orthogonal Composition

问题描述：

网游服务器中的一个例子。假设每个实体都有一个ObjectID，每一个实例都有一个独一无二的ObjectID。用面向对象的观点，就是有一个Object对象，里面有getID()方法，所有对象都是继承自Object对象。

Creature继承Object，表示游戏中的生物。然后像Monster，Human，都继承自Creature的。Item也继承自Object，表示物品类。除了像装备这种很直观的物品，尸体这类Corpse也是继承自Item的。而尸体又有分MonsterCorpse和HumanCorpse等。

Effect也继承自Object，表示效果类。比如玩家身上的状态。还有其它很多很多，全是以Object为基类的。

总之，Object是一个最下面的基类，直接的派生类很多，派生类的派生类更多，这样一颗继承树结构。

实现方法：

constructstructby embeddingstruct

这是最简单的继承的方式：

//construct struct by embedding struct
type Object struct{
    ID uint
}
type Creature sturct {
    Object // Creature继承自Object
}
type Monster struct {
    Creature // Monster继承自Monster
}

这样做的好处就是，Monster直接可以调用到Creature里的方法，Creature直接可以调用Object里的方法。不用重写代码。

但是，Go中没有基类指针指向派生类对象，不可以 Object 指向一个 Monster 对象，调用Monster中的方法。

而我们实际上在很多地方需要这种抽象类型机制，比如存储需要存Creature类型，使用的时候再具体用Monster类型方法。

struct中嵌入struct，被嵌入的struct的method会被提升到外面的类型中。比如stl中的poolLocal struct，对于外部来说它拥有了Lock和Unlock方法，但是实际调用时，method调用实际被传给poolLocal中的Mutex实例。

// sync/pool.go
  type poolLocal struct {
      private interface{}   // Can be used only by the respective P.
      shared  []interface{} // Can be used by any P.
      Mutex                 // Protects shared.
      pad     [128]byte     // Prevents false sharing.
  }

constructinterfaceby embeddinginterface

我们新建一个工程并定义Object接口：

//object/object.go
package object
type Object interface {
    GetID() uint  
    //每一个Object的实现类型都有一个ID值，通过GetID()获取其ID
}

Creature也定义为一个接口，他继承于Object，且拥有自己的方法Create()。为了体现继承的关系，我把它放在了子目录下：

//object/creature/creature.go
package creature
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
)

type Creature interface {
    object.Object
    Create()
}

同样Human和Monster都继承于Creature，且拥有各自独一无二的方法Human.Born()[略]和Monster.Hatch()：

//object/creature/monster/monster.go
package monster
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature"
)
type Monster interface {
    creature.Creature
    Hatch()
}
type Mstr struct{/*some properties*/}

为了使Mstr能够实现接口Monster，我们需要为他实现func：

func (this *Mstr) GetID() uint{/*your code*/}  
func (this *Mstr) Create() {/*your code*/}
func (this *Mstr) Hatch(){/*your code*/}
func NewMonster () Monster{return &Monster_s{}}

这样就不会出现 construct struct by embedding struct 时出现的基类指针无法指向子类的问题。现在一个东西实现Object，如果它是Monster，那么一定是Creature。但属于父类的GetID和Create方法是没法复用的，也就是说对于Hum struct，我们仍需要重写GetID和Create方法。如果这些方法实现基本相同，那么将会出现大量冗余代码。

constructstructby embeddinginterface

为了复用父类的方法，我们必须把方法定义在父类中。于是我们就想到了在父类中创建struct供子类继承，在父类的struct中实现方法func：

//object/object.go
package object
type Object interface {
    GetID() uint
}
type Obj struct {   //needs to be public
    id uint
}
func (this *Obj) GetID() uint{
    return this.id
}

为Creature接口创建的struct Crea 通过 construct struct by embedding struct 继承Obj，如此便继承了GetID的方法：

//object/creature/creature.go
package creature
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
)
type Creature interface {
    object.Object
    Create()
}
type Crea struct {
    object.Obj      //struct 中绑定interface和struct的区别？
                    // Object只实现了一个Obj实例，这个实例的作用是被继承，提供父类的代码，因此应该继承Obj，而非Object
}
func (t *Crea) Create(){
    fmt.Println("This is a Base Create Method")
}
func (t *Crea)GetID() uint{  //override
    fmt.Println("Override GetID from Creature")
    return t.Obj.GetID()
    //t.GetID()  it is a recursive call
}

为什么是 construct struct by embedding struct 而不是 construct struct by embedding interface ?如果可以实现绑定接口而非实例的话，我们是否可以不对外公开struct Obj呢。作者至现在思考的结果是，绑定接口是可行的，但不对外公开struct Obj（换言之，让使用者无法自如的创建struct Obj）是不可行的。

之所以在此绑定了Obj struct 而非Object interface ，是因为我们只创建了一个Object interface 的实例，省去了赋值（给 interface 赋 struct ）的麻烦。而如果我们希望在父类实现多个GetID的方法，并在子类中加以选择，那么我们就需要创建两个 struct 并分别实现不同的方法，使用 construct struct by embedding interface 来决定绑定哪一个 struct 。另外，如果使用 construct struct by embedding interface ，则不可以越过父类的方法(如果存在的话)去执行爷类(???)定义的方法。

为什么说不公开struct（即struct obj）不可行，因为不是在同一个package中进行赋值。也就是说必须公开对外可见后，外部才得以使用他来赋值。而使用NewObj(...)作包裹从本质而言也是一个道理。

最后我们给出Monster的代码，可以发现，他只需要实现自己独有的方法即可。当然它也可以有选择性的override父类的方法：

//object/creature/monster/monster.go
package monster
import (
    "fmt"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object"
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature"
)
type Monster interface {
    creature.Creature
    Hatch()
}
type Monster_s struct {
    creature.Crea
    alive bool
}
func (t *Monster_s) Hatch(){
    t.Create()
    fmt.Println("After created, i was hatched")
}
func (t *Monster_s) Create(){
    t.Crea.Create()
    fmt.Println("This is an Override Create Method from monster")
}
func (t *Monster_s)GetID() uint{
    fmt.Println("Override GetID from Monster")
    //return t.Crea.GetID()
    return t.Obj.GetID()        //直接调用父类的父类(Obj)的方法，
                                //跳过了Creature重写的方法。
    //t.GetID()  recursive call
}

func NewMonster (m object.ObjectManager) Monster{...}

最后看一下 main.go :

package main

import (
    "github.com/ovenvan/multi-inheritance/object/creature/monster"
)

func main() {
    mstr:=monster.NewMonster()
    mstr.Hatch()
}

我在 Github-multi-inheritance 上传了本次实验的Demo，包括完善了各函数的代码，大家可以通过

go get github.com/ovenvan/multi-inheritance

下载该Demo并提出修改意见。