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Go 多态

介绍​

多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。在Go语言中，多态主要通过接口（interface）来实现。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视为该接口的实现。通过这种方式，Go语言实现了多态性。

接口与多态​

在Go语言中，接口是一种类型，它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视为该接口的实现。通过接口，我们可以编写通用的代码，这些代码可以处理任何实现了该接口的类型。

定义接口​

首先，我们定义一个接口 Shape，它包含一个方法 Area()：

go
type Shape interface {
    Area() float64
}

实现接口​

接下来，我们定义两个结构体 Circle 和 Rectangle，并让它们实现 Shape 接口：

go
type Circle struct {
    Radius float64
}

func (c Circle) Area() float64 {
    return math.Pi * c.Radius * c.Radius
}

type Rectangle struct {
    Width, Height float64
}

func (r Rectangle) Area() float64 {
    return r.Width * r.Height
}

使用接口​

现在，我们可以编写一个函数 PrintArea，它接受一个 Shape 接口类型的参数，并打印其面积：

go
func PrintArea(s Shape) {
    fmt.Println("Area:", s.Area())
}

我们可以将 Circle 和 Rectangle 的实例传递给 PrintArea 函数：

go
func main() {
    c := Circle{Radius: 5}
    r := Rectangle{Width: 10, Height: 5}

    PrintArea(c) // 输出: Area: 78.53981633974483
    PrintArea(r) // 输出: Area: 50
}

在这个例子中，PrintArea 函数可以处理任何实现了 Shape 接口的类型，这就是多态的体现。

实际案例​

图形绘制系统​

假设我们正在开发一个图形绘制系统，系统需要支持多种图形（如圆形、矩形、三角形等）。我们可以定义一个 Drawable 接口，所有图形类型都实现这个接口：

go
type Drawable interface {
    Draw()
}

然后，我们可以为每种图形类型实现 Draw 方法：

go
type Circle struct {
    Radius float64
}

func (c Circle) Draw() {
    fmt.Println("Drawing a circle with radius", c.Radius)
}

type Rectangle struct {
    Width, Height float64
}

func (r Rectangle) Draw() {
    fmt.Println("Drawing a rectangle with width", r.Width, "and height", r.Height)
}

最后，我们可以编写一个函数 RenderScene，它接受一个 Drawable 接口类型的切片，并依次调用每个元素的 Draw 方法：

go
func RenderScene(shapes []Drawable) {
    for _, shape := range shapes {
        shape.Draw()
    }
}

通过这种方式，我们可以轻松地扩展系统以支持新的图形类型，而不需要修改 RenderScene 函数。

总结​

多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许我们编写通用的代码，这些代码可以处理多种不同的类型。在Go语言中，多态主要通过接口来实现。通过定义接口并让不同的类型实现这些接口，我们可以实现多态性。

附加资源​

练习​

  1. 定义一个 Animal 接口，包含 Speak() 方法。然后定义 Dog 和 Cat 结构体，并让它们实现 Animal 接口。编写一个函数 MakeSpeak，它接受一个 Animal 接口类型的参数，并调用其 Speak() 方法。

  2. 扩展图形绘制系统的例子，添加一个新的图形类型 Triangle，并实现 Drawable 接口。然后更新 RenderScene 函数以支持新的图形类型。