Go中接口与继承的选择

2014-08-17

Go语言中没有继承,但是可以用结构体嵌入实现继承,还有接口这个东西。现在问题来了:什么场景下应该用继承,什么场景下应该用接口。

问题描述

这里从一个实际的案例出发。网游服务器中的一个例子。假设每个实体都有一个ObjectID,packet中都有使用到这个ObjectID,客户端与服务端之间通过这个ObjectID知道是一个什么实体。用面向对象的观点,就是有一个Object对象,里面有getObjectID()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,NPC,都继承自Creature的。玩家分为三个种族,Slayer/Vampire/Ouster三个不同的类实现,继承自Creature。

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SlayerCorpse/VampireCorpse这种玩家尸体。

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。

第一次尝试

首先是用继承的方式来。

type Object uint64
type Creature sturct {
    Object // Creature继承自Object
}
type Monster struct {
    Creature // Monster继承自Monster
}

这样做的好处是,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,就是继承的好处啦。

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。

第二次尝试

这次用接口的方式:

type Object interface {
    ObjectID() uint
}

游戏中的每个实体的特征是有一个ObjectID,所以这次把所以实现了ObjectID方法的,都是一个Object。

好啦,这样就可以存不同的Object了:

objs []Object
switch objs[i].(type) {
    case Monster:
    case Item:
}

还是使用继承以实现方法重用:

type Monster struct {
    Creature // 继承Creature。实现Object
}

但是...新的问题出现了。比如说给将Monster赋值给Object:

var obj Object
var monster Monster
obj = monster

if _, ok := obj.(Creature); ok {
    // 居然不ok
}

obj是一个Monster,Monster继承Creature,但是obj却不是一个Creature,what the fuck?

别小看这个问题,因为它满足不了业务逻辑。比如说:

func f(obj Object) {
    // 如果obj是Creature,做逻辑A
    // 如果obj是Item,做逻辑B
}
// obj实际上是Monster,或者Player,或者MonsterCorpse,或Corpse,或WearItem等最具体的派生类
// 但是没有办法知道obj到底是Creature或者是Item

第三次尝试

第二次尝试中,对Object使用了接口,但是不彻底。导致了一个Object是Monster却不是Creature。如果全部接口化会怎么样?

type Object interface
type Creature interface {
    Object  // 嵌入Object接口,一个东西实现Creature必须是实现Object的
    XXX()   // Creature自身的方法XXX
}
type Monster interface {
    Creature // 一个东西实现Monster必须是实现Creature的
    YYY()   // 成为Monster需要实现的方法
}

额,好像可以了,现在一个东西实现Object,如果它是Monster,那么一定是Creature。

但是...没有用继承了。对所有最具体的派生类,都需要把所有这写方法实现一遍,这肯定不靠谱。

答案

回头想一下,总结问题所在:

  • 第一次尝试中,只用了继承,无法满足需求。我需要存储的时候存放基类,使用的时候使用派生类。
  • 在第三次尝试中,只使用了接口,可以实现,但是要写很多重复代码。
  • 第二次接口与继承都有用到,但是好像不对。

总结下来就是,为了不重写代码,必须使用继承。而为了存储抽象类型,调用具体类型的方法,必须用接口。

好好整理一番好,我找到了正确的方式,把接口和继承分开:

type ObjectInterface interface {
    // 所有能够返回对象类型的,都实现了Object接口。
    // 包括OBJECT_CLASS_ITEM/OBJECT_CLASS_CREATURE/OBJECT_CLASS_EFFECT等
    ObjectClass() ObjectClass 
}
type Object uint64

type Creature struct {
    Object  // 继承Object对象
}
func (c Creature) ObjectClass() { // 实现ObjectInterface接口
    return OBJECT_CLASS_CREATURE
}

type Item struct {
    Object // 继承Object对象
}
func (i Item) ObjectClass() { // 实现ObjectInterface接口
    return OBJECT_CLASS_ITEM
}

CreatureInterface接口也类似。Monster和NPC以及玩家都是实现CreatureInterface接口,并继承Creature对象的。想写的话,让CreatureInterface接口必须是Object。

golang接口继承