inheritance - 如何使用 proto-buffers 有效地完成继承

Question

我有一个基类消息

message Animal {
     optional string name = 1;
     optional int32 age = 2;  
}

和扩展动物的子类

message Dog{
     optional string breed = 1;
}

所以在构建狗消息时，我应该能够设置动物的所有字段。我知道这样做的方式(在 dog 消息中再次声明所有动物字段)但是是否可以简单有效地使用 protobuffers？我还了解了扩展，我知道它只是用来向已经存在的消息添加一个新字段，所以它不应该被误解为实现继承的可能解决方案。

是否可以使用protobuffers的扩展来实现上述简单的设计？

Answer 1

有几种不同的方法可以在 Protocol Buffers 中实现“继承”。您想要哪一个取决于您的用例。

选项 1:子类包含父类(super class)

message Animal {
  optional string name = 1;
  optional int32 age = 2;  
}

message Dog {
  required Animal animal = 1;
  optional string breed = 2;
}

这里，Dog包含了一个Animal，因此包含了Animal的所有信息。

如果您不需要支持向下转换，则此方法有效。也就是说，您永远不必说“这 Animal 是 Dog 吗？”因此，任何可能需要访问 Dog 字段的内容都需要将 Dog 作为其输入，而不是 Animal。对于许多用例，这很好。

选项 2:父类(super class)包含所有子类

message Animal {
  optional string name = 1;
  optional int32 age = 2;

  // Exactly one of these should be filled in, depending on the species.
  optional Dog dog = 100;
  optional Cat cat = 101;
  optional Axolotl axolotl = 102;
  // ...
}

在这种方法中，给定一个Animal，您可以找出它是哪种动物并访问特定于物种的信息。也就是说，你可以向下转型。

如果你有一个固定的“子类”列表，这很有效。只需列出所有这些，并记录只应填写其中一个字段。如果有很多子类，您可能需要添加一个枚举字段来指示存在哪一个，这样您就不必分别检查 has_dog(), has_cat(), has_mouse(), ...

选项 3:扩展

message Animal {
  optional string name = 1;
  optional int32 age = 2;
  extensions 100 to max;  // Should contain exactly one "species" extension.
}

message Dog {
  optional string breed = 1;
}

extend Animal {
  optional Dog animal_dog = 100;
  // (The number must be unique among all Animal extensions.)
}

这个选项实际上在语义上与选项 #2 相同!唯一的区别是，您不是在 Animal 中声明许多可选字段，而是将它们声明为扩展。每个扩展有效地向 Animal 添加一个新字段，但您可以在其他文件中声明它们，因此您不必拥有一个中央列表，其他人无需编辑您的代码即可添加新扩展。由于每个扩展的行为就像一个常规字段，除了用于声明和访问它的语法有点奇怪之外，一切都与选项 #2 的行为相同。 (实际上，在此处的示例中，有线编码甚至是相同的，因为我们使用 100 作为分机号，而在选项 2 中我们使用 100 作为字段号。)

这是理解扩展的技巧。许多人感到困惑，因为他们试图将“扩展”等同于面向对象语言中的继承。不要那样做!请记住，扩展的行为就像字段一样，这里的选项 2 和 3 实际上是相同的。这不是继承...但它可以解决相同的问题。