结构体、方法、接口与组合

Go 没有类继承层次，结构体保存状态，方法表达行为，接口由方法集合描述能力，嵌入提供便捷提升但不是子类型继承。对象建模的关键是让无效状态难以扩散，并让依赖方向由真正的使用者决定。

一、学习目标

使用结构体和方法表达 Task 不变量
理解值接收者、指针接收者与方法集
通过隐式接口降低耦合
区分组合、嵌入和继承
处理接口零值、带类型 nil 与类型断言

二、结构体与不变量

字段是否导出决定外部包能否直接修改：

type Task struct {
    id        TaskID
    title     string
    status    Status
    createdAt time.Time
}

func NewTask(id TaskID, title string, now time.Time) (Task, error) {
    title = strings.TrimSpace(title)
    if id == "" || title == "" {
        return Task{}, ErrInvalidTask
    }
    return Task{id: id, title: title, status: StatusTodo, createdAt: now.UTC()}, nil
}

隐藏字段能集中修改规则，但 JSON 编码需要单独 DTO 或自定义封送。不要把持久化标签直接扩散到领域模型，只为了少写一次转换。

三、接收者与方法集

值接收者获得接收值副本，适合小型不可变语义；指针接收者可修改原值并避免大结构复制：

func (t *Task) MarkDone(now time.Time) error {
    if t == nil {
        return ErrInvalidTask
    }
    if t.status == StatusDone {
        return ErrAlreadyDone
    }
    t.status = StatusDone
    return nil
}

同一类型的方法通常保持一致接收者策略。方法调用有时会由编译器自动取地址，但接口方法集规则更严格：若接口要求的方法只定义在 *Task 上，Task 值不实现该接口，*Task 才实现。

四、小接口与隐式实现

接口实现无需声明：

type Clock interface {
    Now() time.Time
}

type SystemClock struct{}
func (SystemClock) Now() time.Time { return time.Now().UTC() }

接口放在使用它的包中，并保持最小。接受接口、返回具体类型通常让 API 更容易演进。返回接口也有合理场景，例如隐藏多个实现，但要承担动态类型、nil 和兼容契约。

编译期断言可在实现附近记录意图：var _ Clock = SystemClock{}。它不是必需语法，却能在方法签名变化时给出明确错误。

五、组合与嵌入

普通命名字段最清楚：

type Service struct {
    repo  Repository
    clock Clock
}

匿名嵌入会提升字段和方法，适合“暴露被嵌入能力确实属于外层 API”的情况。它不会建立 Java/C# 式继承；外层类型不能自动替代内层类型，方法覆盖也只是选择规则。

嵌入 sync.Mutex 往往会把 Lock 暴露给调用者，还会使结构体复制危险。更稳妥的是使用未导出的命名字段并禁止复制含锁值。

六、接口值与类型检查

接口值包含动态类型和动态值。只有两者都为空时接口才等于 nil。类型断言应使用逗号 ok：

temporary, ok := err.(interface{ Temporary() bool })
if ok && temporary.Temporary() {
    // 有边界地重试
}

判断错误类型优先使用 errors.As，因为直接断言看不到包装链。类型 switch 适合有限协议分派，但若业务代码不断按具体类型分支，往往说明接口抽象不稳定或缺少行为方法。

七、从知识点到工程契约

本篇的示例最终要进入可维护的 Go 包，而不是停留在 main 中的一次性片段。先把目标写成调用者可以观察的契约：输入是否允许零值或 nil，返回值是否是快照，错误能否通过 errors.Is/As 分类，函数是否启动 goroutine、取得资源或修改共享状态。然后再选择结构体、接口、函数值或泛型；抽象形式必须服务于契约，而不是反过来决定需求。

可以用以下顺序把知识点落到工程代码：

在独立小函数中写出最小成功路径，并让 go test 能直接调用。
加入一个与“把所有字段导出，再期望构造函数能保护不变量”相关的失败样例，确认失败可观察且不会留下半完成状态。
把文件、网络、时间、环境或并发等外部因素改成显式依赖，测试使用临时目录、固定时钟或本地服务。
运行 gofmt、vet 和相关测试；涉及共享状态时追加 -race，涉及解析器时追加有上限的 fuzz。
最后再评估 API 是否需要导出。只在同一模块内部使用的能力保留在 internal，避免过早形成公共兼容负担。

审查代码时至少回答四个问题：谁拥有数据，谁允许修改，失败由谁处理，工作由谁停止。Go 的垃圾回收只解决不可达内存回收，不会替你关闭文件、取消请求、等待 goroutine 或恢复被覆盖的数据。只要其中一个问题没有答案，就先缩小函数或包的边界。

本篇最重要的能力是“使用结构体和方法表达 Task 不变量”。不要用注释替代可执行约束：能由类型表达的就交给类型，能由构造或验证表达的就返回错误，能由测试观察的就保存回归用例。示例扩展到 StudyTasks 时，还要保持领域包不导入命令行、文件和 HTTP 细节。

八、验证策略与复盘

验证分为静态、动态和故障三层。静态层检查格式、模块图和分析器；动态层用正常输入证明结果；故障层主动制造取消、权限、损坏数据、超时或竞态。一次测试通过只能说明执行过的路径符合断言，不能证明所有输入都安全，因此需要让每条关键契约至少对应一个成功用例和一个反例。

建议保存下面的复盘记录：

项目	需要记录的证据
版本	`go version`、模块与 toolchain 指令
输入	最小正常值、零值、边界值和非法值
状态	调用前后数据、资源和 goroutine 的所有者
输出	返回值、错误链、stdout/stderr 与日志字段
失败	第一个失败点、清理动作和可恢复状态
工具	实际运行的 test、race、vet、benchmark 或 build 命令

完成验证后，用另一份干净临时目录重跑，不读取开发机的用户配置、缓存数据或真实网络。若测试只能按特定顺序成功，就说明状态隔离仍不完整。若为了让测试通过必须长时间 sleep，应改用 channel、WaitGroup、context 或可注入时钟表达确定的同步条件。

本篇可以用以下目标做验收：理解值接收者、指针接收者与方法集；通过隐式接口降低耦合；区分组合、嵌入和继承。把它们逐项转成命令输出或断言，而不是写成“人工看起来正确”。当实现与预期不符时，先保存最小失败样例，再调整设计。

发布前再做一次反向审查：从调用方而不是实现内部出发，写出一个完全不知道具体类型和文件布局的使用示例；从故障点出发，假设进程在每个 I/O 之后被取消；从升级出发，假设下一版改变字段或默认值。若调用方必须知道未公开细节、故障会留下无法判断的状态，或升级只能覆盖旧数据，契约就还不完整。把这三个场景加入测试或文档，比继续增加抽象更有价值。

最后检查示例能否被复制到一份最小程序独立运行，所有导入、错误处理和清理是否完整。教学代码可以省略与主题无关的界面，却不能省略会改变正确性的 context、Close、边界检查或同步。对为了篇幅省略的部分要明确标注，不能让读者把伪代码误当成生产承诺。

九、StudyTasks 实践

把 Task 改为保护字段的领域值，提供构造函数、只读访问器和 MarkDone。为时间定义调用方接口并注入固定时钟；分别编译 Task 与 *Task 赋给接口的例子，记录方法集差异。

完成本节后，不要只保存代码或 SQL。请同时保存执行命令、关键输出和失败案例；学习笔记真正有价值的部分，是能够说明输入、状态变化、输出以及失败后的恢复方式。

十、常见错误

把所有字段导出，再期望构造函数能保护不变量
混用值和指针接收者却不了解方法集影响
为每个结构体创建一一对应的大接口
把嵌入当成继承并无意暴露内部方法
只检查接口是否为 nil，忽略动态值可能为 nil

十一、练习与自测

为 Task 设计序列化 DTO，并实现领域值与 DTO 的双向转换。
写两个接口断言，证明 Task 与 *Task 的方法集区别。
把嵌入的 Mutex 改为私有命名字段并解释收益。
构造带类型 nil 错误并修复返回路径。

自测时应在干净的临时目录或临时数据库中重新执行，而不是依赖上一节遗留的状态。如果结果与预期不同，先记录实际输出，再缩小问题范围。

十二、官方资料

版本行为与二手文章不一致时，以本系列固定版本的官方文档、命令输出和可重复测试结果为准。

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