Go a zádrhele pri objektoch

2022/12/18

Go, štruktúry a správanie

Objekty sú hlavne o správaní.

A to bez ohľadu na jazyk, v ktorom ich používame, čiže aj v jazyku Go.

Geometrické útvary

Zoberme si také geometrické útvary, ktorým chceme rátať plochu.

type Shaper interface {
	Area() float64
}

Vyrobíme teda interfejs, ktorý reprezentuje kontrakt pre akýkoľvek objekt, ktorý dokáže vyrátať svoju plochu.

Najprv štvorce

Prvým takýmto útvarom bude útvar — štvorec. Na výpočet plochy potrebujeme jediný stav: veľkosť jeho strany side.

type Square struct {
	side float64
}

Ak má štvorec implementovať interfejs Shaper, stačí mu dodať príslušnú metódu:

Tip

V Go neexistuje kľúčové slovo implements či dvojbodka z iných jazykov. Ak má štruktúra všetky metódy daného interfejsu, implementuje ho automaticky.

Toto je niekde nazývané „duck typing“ — ak to kváka ako kačka, a chodí ako kačka, tak je to kačka.

U nás: ak to vie zrátať plochu, tak je to interfejs Shaper.

 
func (s Square) Area() float64 {
	return s.side * s.side
}
Tip
 Budeme používať metódy na prijímači, ktorý je hodnotou (receiver je typu value) a nie smerníkom (pointer).

Testovať vieme jednoducho:

blueSquare := Square{side: 2}
println(blueSquare.Area())

Urobme funkciu, ktorá vypíše plochu útvaru na konzolu:

func printArea(s Shaper) {
	fmt.Printf("%.2f\n", s.Area())
}

Testujme:

func main() {
	blueSquare := Square{side: 2}
	printArea(blueSquare)
}

Uvidíme:

4.0

Funkcia zobrala skutočný objekt typu Square, ktorý vyhovuje interfejsu Shaper.

Slovom, štvorec kváka ako interfejs Shaper (má všetky — jednu — jeho metódu) a teda sa dá použiť na každom mieste, ktoré pracuje s interfejsom Shaper.

Kruhy

Zaveďme kruhy:

type Circle struct {
	diameter float64
}

func (c Circle) Area() float64 {
	return math.Pi * math.Pow(c.diameter, 2)
}

Kruh spĺňa interfejs Shaper a preto ho môžeme ho poslať do funkcie printArea.

redCircle := Circle{diameter: 3}
printArea(redCircle)

Uvidíme:

28.27

Urobme si rez útvarov a iterujme:

shapes := []Shaper{blueSquare, redSquare, redCircle}
for _, shape := range shapes {
    printArea(shape)
}

Premenná shapes je typu []Shaper a obsahuje tri položky — dve sú typu Square a jednu typu Circle.

Vďaka interfejsom máme podtypy a polymorfizmus: premenná shape v cykle sa správa raz tak, raz onak.

Pomenované útvary

Zaveďme pomenované útvary.

type NamedShape struct {
	name string
}

Vyhlásme štvorec za pomenovaný útvar:

type Square struct {
	side float64
	NamedShape
}

Toto síce vyzerá ako dedičnosť, ale Go ju nemá. V skutočnosti je to embedding („zapustenie“) či kompozícia, ktorá dedičnosť simuluje.

Zmeňme tvorbu štvorcov:

blueSquare := Square{2, NamedShape{"Blue"}}
redSquare := Square{1000, NamedShape{"Red"}}

Vytvorme rez pomenovaných štvorcov:

squares := []Square{blueSquare, redSquare}

Vytlačme ich mená:

for _, square := range squares {
    fmt.Printf("Name: %s\n", square.name)
}

Premenná square je typu Square, ale „zdedila“ premennú name od „rodičovského“ typu NamedShape. Úvodzovky sú namieste, lebo v skutočnosti štruktúra Square je zložená z typu NamedShape a pristupuje k jeho stavu rovnako ako keby ho mala sama.

Polymorfizmus

Ukážme si polymorfizmus — zaveďme funkciu pre výpis mena pomenovaného útvaru.

func printName(s NamedShape) {
	fmt.Printf("Name: %s\n", s.name)
}

Skúsme teraz vypisovať mená:

squares := []Square{blueSquare, redSquare}
for _, square := range squares {
    printName(square)
}

Uvidíme chybu!

Cannot use 'square' (type Square) as the type NamedShape

Takýto typ polymorfizmu v Go nefunguje. Hoci štruktúra Square „dedí“ od štruktúry NamedShape — presnejšie „je s ňou zložená“, nevieme ju použiť v metóde, ktorá berie parameter NamedSquare.

Tip
 Takýto subtyping funguje len pri interfejsoch, nie pri kompozícii!

Vytvorme si teraz rez pomenovaných útvarov:

squares := []NamedShape{blueSquare, redSquare}

Tiež uvidíme kýbel chýb:

Cannot use 'blueSquare' (type Square) as the type NamedShape
Cannot use 'redSquare' (type Square) as the type NamedShape

Obísť to môžeme interfejsom:

type Namer interface {
	Name() string
}

Pridajme pomenovanému útvaru metódu na získanie mena:

func (n NamedShape) Name() string {
	return n.name
}
Tip
 Štruktúra NamedShape bude implementovať interfejs Namer.

Upravme funkciu tak, že jej zmeníme typ z konkrétnej štruktúry na interfejs.

func printName(n Namer) {
	fmt.Printf("Name: %s\n", n.Name())
}

Toto sme v skutočnosti vylepšili na viacerých úrovniach. Funkcia na tlačenie mena nepotrebuje pomenovaný útvar, ale akúkoľvek všeobecnú vec, ktorá má meno — a toto meno je získateľné cez metódu Name().

Ak by sme si vymysleli pomenované zvieratá, vedeli by sme ich vypisovať tiež!

Vytvorme teraz rez pomenovaných vecí typu []Namer a vypíšme ho:

squares := []Namer{blueSquare, redSquare}
for _, square := range squares {
    printName(square)
}

Toto funguje korektne, lebo využívame podtypy cez interfejsy.

Štvorec Square „dedí“ od NamedShape a keďže NamedShape implementuje Namer s metódou Name, i na štvorci môžeme volať metódu Name().

Jej implementácia je „zdedená“ od NamedShape, teda vypisuje názov štvorca.

Upravme teraz výpis mena na štruktúre Square.

Dodajme štvorcu metódu:

func (s Square) Name() string {
	return "Square " + s.name
}

Týmto sme prekryli (override) metódu Name() rodičovského NamedShape a poskytli vlastnú implementáciu.

Ak spustíme výpis nanovo, uvidíme:

Name: Square Blue
Name: Square Red

Pomenované kruhy

Použime aj pomenované kruhy:

type Circle struct {
	diameter float64
	NamedShape
}

Implementujme prekrytú metódu Name:

func (c Circle) Name() string {
	return "Circle " + c.name
}

Urobme si rez pomenovaných útvarov:

namedShapes := []Namer{blueSquare, redSquare, redCircle}
for _, shape := range namedShapes {
    printName(shape)
}

Uvidíme výpis:

Name: Square Blue
Name: Square Red
Name: Circle

Kruh nemá meno, pretože …​ sme mu pri konštrukcii nepriradili meno.

Môžeme tiež vyrobiť interfejs pre pomenované veci s plochou:

type NamedShaper interface {
	Namer
	Shaper
}

Potom vieme urobiť rez pomenovaných útvarov!

namedShapes := []NamedShaper{blueSquare, redSquare, redCircle}
for _, shape := range namedShapes {
    printName(shape)
    printArea(shape)
}
>> Home