6、面向对象的编程思维理解interface。

一、 interface接口

　　interface 是GO语言的基础特性之一。可以理解为一种类型的规范或者约定。它跟java，C# 不太一样，不需要显示说明实现了某个接口，它没有继承或子类或“implements”关键字，只是通过约定的形式，隐式的实现interface 中的方法即可。因此，Golang 中的 interface 让编码更灵活、易扩展。

  1.   如何理解go 语言中的interface ？ 只需记住以下三点即可：
  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。

注意： 　　a. interface 可以被任意对象实现，一个类型/对象也可以实现多个 interface 　　b. 方法不能重载，如 eat(), eat(s string) 不能同时存在

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. type Phone interface {
  6.     call()
  7. }
  9. type NokiaPhone struct {
  10. }
  12. func (nokiaPhone NokiaPhone) call() {
  13.     fmt.Println("I am Nokia, I can call you!")
  14. }
  16. type ApplePhone struct {
  17. }
  19. func (iPhone ApplePhone) call() {
  20.     fmt.Println("I am Apple Phone, I can call you!")
  21. }
  23. func main() {
  24.     var phone Phone
  25.     phone = new(NokiaPhone)
  26.     phone.call()
  28.     phone = new(ApplePhone)
  29.     phone.call()
  30. }

上述中体现了interface接口的语法，在main函数中，也体现了多态的特性。 同样一个phone的抽象接口，分别指向不同的实体对象，调用的call()方法，打印的效果不同，那么就是体现出了多态的特性。

二、 面向对象中的开闭原则

2.1 平铺式的模块设计

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：

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. //我们要写一个类,Banker银行业务员
  6. type Banker struct {
  7. }
  9. //存款业务
  10. func (this *Banker) Save() {
  11.     fmt.Println( "进行了 存款业务...")
  12. }
  14. //转账业务
  15. func (this *Banker) Transfer() {
  16.     fmt.Println( "进行了 转账业务...")
  17. }
  19. //支付业务
  20. func (this *Banker) Pay() {
  21.     fmt.Println( "进行了 支付业务...")
  22. }
  24. func main() {
  25.     banker := &Banker{}
  27.     banker.Save()
  28.     banker.Transfer()
  29.     banker.Pay()
  30. }

代码很简单，就是一个银行业务员，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。 6、面向对象的编程思维理解interface - 图1

​ 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

那么，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） 如下： 6、面向对象的编程思维理解interface - 图2

那么依然可以搞定程序的需求。 然后，当我们想要给Banker添加额外功能的时候，之前我们是直接修改Banker的内容，现在我们可以单独定义一个股票Banker(实现股票方法)，到这个系统中。 而且股票Banker的实现成功或者失败都不会影响之前的稳定系统，他很单一，而且独立。

所以以上，当我们给一个系统添加一个功能的时候，不是通过修改代码，而是通过增添代码来完成，那么就是开闭原则的核心思想了。所以要想满足上面的要求，是一定需要interface来提供一层抽象的接口的。

golang代码实现如下:

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. //抽象的银行业务员
  6. type AbstractBanker interface{
  7.     DoBusi()    //抽象的处理业务接口
  8. }
  10. //存款的业务员
  11. type SaveBanker struct {
  12.     //AbstractBanker
  13. }
  15. func (sb *SaveBanker) DoBusi() {
  16.     fmt.Println("进行了存款")
  17. }
  19. //转账的业务员
  20. type TransferBanker struct {
  21.     //AbstractBanker
  22. }
  24. func (tb *TransferBanker) DoBusi() {
  25.     fmt.Println("进行了转账")
  26. }
  28. //支付的业务员
  29. type PayBanker struct {
  30.     //AbstractBanker
  31. }
  33. func (pb *PayBanker) DoBusi() {
  34.     fmt.Println("进行了支付")
  35. }
  38. func main() {
  39.     //进行存款
  40.     sb := &SaveBanker{}
  41.     sb.DoBusi()
  43.     //进行转账
  44.     tb := &TransferBanker{}
  45.     tb.DoBusi()
  47.     //进行支付
  48.     pb := &PayBanker{}
  49.     pb.DoBusi()
  51. }

当然我们也可以根据AbstractBanker设计一个小框架

  1. //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)
  2. func BankerBusiness(banker AbstractBanker) {
  3.     //通过接口来向下调用，(多态现象)
  4.     banker.DoBusi()
  5. }

那么main中可以如下实现业务调用:

  1. func main() {
  2.     //进行存款
  3.     BankerBusiness(&SaveBanker{})
  5.     //进行存款
  6.     BankerBusiness(&TransferBanker{})
  8.     //进行存款
  9.     BankerBusiness(&PayBanker{})
  10. }

再看开闭原则定义: 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。

三、 接口的意义

好了，现在interface已经基本了解，那么接口的意义最终在哪里呢，想必现在你已经有了一个初步的认知，实际上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。

四、 面向对象中的依赖倒转原则

4.1 耦合度极高的模块关系设计

6、面向对象的编程思维理解interface - 图3

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. // === > 奔驰汽车 <===
  6. type Benz struct {
  8. }
  10. func (this *Benz) Run() {
  11.     fmt.Println("Benz is running...")
  12. }
  14. // === > 宝马汽车  <===
  15. type BMW struct {
  17. }
  19. func (this *BMW) Run() {
  20.     fmt.Println("BMW is running ...")
  21. }
  24. //===> 司机张三  <===
  25. type Zhang3 struct {
  26.     //...
  27. }
  29. func (zhang3 *Zhang3) DriveBenZ(benz *Benz) {
  30.     fmt.Println("zhang3 Drive Benz")
  31.     benz.Run()
  32. }
  34. func (zhang3 *Zhang3) DriveBMW(bmw *BMW) {
  35.     fmt.Println("zhang3 drive BMW")
  36.     bmw.Run()
  37. }
  39. //===> 司机李四 <===
  40. type Li4 struct {
  41.     //...
  42. }
  44. func (li4 *Li4) DriveBenZ(benz *Benz) {
  45.     fmt.Println("li4 Drive Benz")
  46.     benz.Run()
  47. }
  49. func (li4 *Li4) DriveBMW(bmw *BMW) {
  50.     fmt.Println("li4 drive BMW")
  51.     bmw.Run()
  52. }
  54. func main() {
  55.     //业务1 张3开奔驰
  56.     benz := &Benz{}
  57.     zhang3 := &Zhang3{}
  58.     zhang3.DriveBenZ(benz)
  60.     //业务2 李四开宝马
  61.     bmw := &BMW{}
  62.     li4 := &Li4{}
  63.     li4.DriveBMW(bmw)
  64. }

我们来看上面的代码和图中每个模块之间的依赖关系，实际上并没有用到任何的interface接口层的代码，显然最后我们的两个业务 张三开奔驰, 李四开宝马，程序中也都实现了。但是这种设计的问题就在于，小规模没什么问题，但是一旦程序需要扩展，比如我现在要增加一个丰田汽车 或者 司机王五， 那么模块和模块的依赖关系将成指数级递增，想蜘蛛网一样越来越难维护和捋顺。

4.2 面向抽象层依赖倒转

6、面向对象的编程思维理解interface - 图4

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。

我们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。

来一起看一下修改的代码：

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. // ===== >   抽象层  < ========
  6. type Car interface {
  7.     Run()
  8. }
  10. type Driver interface {
  11.     Drive(car Car)
  12. }
  14. // ===== >   实现层  < ========
  15. type BenZ struct {
  16.     //...
  17. }
  19. func (benz * BenZ) Run() {
  20.     fmt.Println("Benz is running...")
  21. }
  23. type Bmw struct {
  24.     //...
  25. }
  27. func (bmw * Bmw) Run() {
  28.     fmt.Println("Bmw is running...")
  29. }
  31. type Zhang_3 struct {
  32.     //...
  33. }
  35. func (zhang3 *Zhang_3) Drive(car Car) {
  36.     fmt.Println("Zhang3 drive car")
  37.     car.Run()
  38. }
  40. type Li_4 struct {
  41.     //...
  42. }
  44. func (li4 *Li_4) Drive(car Car) {
  45.     fmt.Println("li4 drive car")
  46.     car.Run()
  47. }
  50. // ===== >   业务逻辑层  < ========
  51. func main() {
  52.     //张3 开 宝马
  53.     var bmw Car
  54.     bmw = &Bmw{}
  56.     var zhang3 Driver
  57.     zhang3 = &Zhang_3{}
  59.     zhang3.Drive(bmw)
  61.     //李4 开 奔驰
  62.     var benz Car
  63.     benz = &BenZ{}
  65.     var li4 Driver
  66.     li4 = &Li_4{}
  68.     li4.Drive(benz)
  69. }

4.3 依赖倒转小练习

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

  1. /*
  2.     模拟组装2台电脑
  3.     --- 抽象层 ---
  4.     有显卡Card  方法display
  5.     有内存Memory 方法storage
  6.     有处理器CPU   方法calculate
  8.     --- 实现层层 ---
  9.     有 Intel因特尔公司 、产品有(显卡、内存、CPU)
  10.     有 Kingston 公司， 产品有(内存3)
  11.     有 NVIDIA 公司， 产品有(显卡)
  13.     --- 逻辑层 ---
  14.     1. 组装一台Intel系列的电脑，并运行
  15.     2. 组装一台 Intel CPU  Kingston内存 NVIDIA显卡的电脑，并运行
  16. */
  17. package main
  19. import "fmt"
  21. //------  抽象层 -----
  22. type Card interface{
  23.     Display()
  24. }
  26. type Memory interface {
  27.     Storage()
  28. }
  30. type CPU interface {
  31.     Calculate()
  32. }
  34. type Computer struct {
  35.     cpu CPU
  36.     mem Memory
  37.     card Card
  38. }
  40. func NewComputer(cpu CPU, mem Memory, card Card) *Computer{
  41.     return &Computer{
  42.         cpu:cpu,
  43.         mem:mem,
  44.         card:card,
  45.     }
  46. }
  48. func (this *Computer) DoWork() {
  49.     this.cpu.Calculate()
  50.     this.mem.Storage()
  51.     this.card.Display()
  52. }
  54. //------  实现层 -----
  55. //intel
  56. type IntelCPU struct {
  57.     CPU    
  58. }
  60. func (this *IntelCPU) Calculate() {
  61.     fmt.Println("Intel CPU 开始计算了...")
  62. }
  64. type IntelMemory struct {
  65.     Memory
  66. }
  68. func (this *IntelMemory) Storage() {
  69.     fmt.Println("Intel Memory 开始存储了...")
  70. }
  72. type IntelCard struct {
  73.     Card
  74. }
  76. func (this *IntelCard) Display() {
  77.     fmt.Println("Intel Card 开始显示了...")
  78. }
  80. //kingston
  81. type KingstonMemory struct {
  82.     Memory
  83. }
  85. func (this *KingstonMemory) Storage() {
  86.     fmt.Println("Kingston memory storage...")
  87. }
  89. //nvidia
  90. type NvidiaCard struct {
  91.     Card
  92. }
  94. func (this *NvidiaCard) Display() {
  95.     fmt.Println("Nvidia card display...")
  96. }
  100. //------  业务逻辑层 -----
  101. func main() {
  102.     //intel系列的电脑
  103.     com1 := NewComputer(&IntelCPU{}, &IntelMemory{}, &IntelCard{})
  104.     com1.DoWork()
  106.     //杂牌子
  107.     com2 := NewComputer(&IntelCPU{}, &KingstonMemory{}, &NvidiaCard{})
  108.     com2.DoWork()
  109. }