Go 专栏|接口 interface

简介: Go 专栏|接口 interface

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原文链接:Go 专栏|接口 interface


Duck Typing,鸭子类型,在维基百科里是这样定义的:


If it looks like a duck, swims like a duck, and quacks like a duck, then it probably is a duck.


翻译过来就是:如果某个东西长得像鸭子,游泳像鸭子,嘎嘎叫像鸭子,那它就可以被看成是一只鸭子。


它是动态编程语言的一种对象推断策略,它更关注对象能做什么,而不是对象的类型本身。


例如:在动态语言 Python 中,定义一个这样的函数:


def hello_world(duck):
    duck.say_hello()
复制代码


当调用此函数的时候,可以传入任意类型,只要它实现了 say_hello() 就可以。如果没实现,运行过程中会出现错误。


Go 语言作为一门静态语言,它通过接口的方式完美支持鸭子类型。


接口类型


之前介绍的类型都是具体类型,而接口是一种抽象类型,是多个方法声明的集合。在 Go 中,只要目标类型实现了接口要求的所有方法,我们就说它实现了这个接口。


先来看一个例子:


package main
import "fmt"
// 定义接口,包含 Eat 方法
type Duck interface {
  Eat()
}
// 定义 Cat 结构体,并实现 Eat 方法
type Cat struct{}
func (c *Cat) Eat() {
  fmt.Println("cat eat")
}
// 定义 Dog 结构体,并实现 Eat 方法
type Dog struct{}
func (d *Dog) Eat() {
  fmt.Println("dog eat")
}
func main() {
  var c Duck = &Cat{}
  c.Eat()
  var d Duck = &Dog{}
  d.Eat()
  s := []Duck{
    &Cat{},
    &Dog{},
  }
  for _, n := range s {
    n.Eat()
  }
}
复制代码


使用 type 关键词定义接口:


type Duck interface {
  Eat()
}
复制代码


接口包含了一个 Eat() 方法,然后定义两个结构体类型 CatDog,分别实现了 Eat 方法。


// 定义 Cat 结构体,并实现 Eat 方法
type Cat struct{}
func (c *Cat) Eat() {
  fmt.Println("cat eat")
}
// 定义 Dog 结构体,并实现 Eat 方法
type Dog struct{}
func (d *Dog) Eat() {
  fmt.Println("dog eat")
}
复制代码


遍历接口切片,通过接口类型可以直接调用对应方法:


s := []Duck{
  &Cat{},
  &Dog{},
}
for _, n := range s {
  n.Eat()
}
// 输出
// cat eat
// dog eat
复制代码


接口赋值


接口赋值分两种情况:


  1. 将对象实例赋值给接口
  2. 将一个接口赋值给另一个接口


下面来分别说说:


将对象实例赋值给接口


还是用上面的例子,因为 Cat 实现了 Eat 接口,所以可以直接将 Cat 实例赋值给接口。


var c Duck = &Cat{}
c.Eat()
复制代码


在这里一定要传结构体指针,如果直接传结构体会报错:


var c Duck = Cat{}
c.Eat()
复制代码
# command-line-arguments
./09_interface.go:25:6: cannot use Cat{} (type Cat) as type Duck in assignment:
  Cat does not implement Duck (Eat method has pointer receiver)
复制代码


但是如果反过来呢?比如使用结构体来实现接口,使用结构体指针来赋值:


// 定义 Cat 结构体,并实现 Eat 方法
type Cat struct{}
func (c Cat) Eat() {
  fmt.Println("cat eat")
}
var c Duck = &Cat{}
c.Eat() // cat eat
复制代码


没有问题,可以正常执行。


将一个接口赋值给另一个接口


还是上面的例子,可以直接将 c 的值直接赋值给 d


var c Duck = &Cat{}
c.Eat()
var d Duck = c
d.Eat()
复制代码


再来,我再定义一个接口 Duck1,这个接口包含两个方法 EatWalk,然后结构体 Dog 实现两个方法,但是 Cat 只实现 Eat 方法。


type Duck1 interface {
  Eat()
  Walk()
}
// 定义 Dog 结构体,并实现 Eat 方法
type Dog struct{}
func (d *Dog) Eat() {
  fmt.Println("dog eat")
}
func (d *Dog) Walk() {
  fmt.Println("dog walk")
}
复制代码


那么在赋值时,使用 Duck1 赋值给 Duck 是可以的,反过来就会报错。


var c1 Duck1 = &Dog{}
var c2 Duck = c1
c2.Eat()
复制代码


所以,已经初始化的接口变量 c1 直接赋值给另一个接口变量 c2,要求 c2 的方法集是 c1 的方法集的子集。


空接口


具有 0 个方法的接口称为空接口,它表示为 interface {}。由于空接口有 0 个方法,所以所有类型都实现了空接口。


func main() {
  // interface 形参
  s1 := "Hello World"
  i := 50
  strt := struct {
    name string
  }{
    name: "AlwaysBeta",
  }
  test(s1)
  test(i)
  test(strt)
}
func test(i interface{}) {
  fmt.Printf("Type = %T, value = %v\n", i, i)
}
复制代码


类型断言


类型断言是作用在接口值上的操作,语法如下:


x.(T)
复制代码


其中 x 是接口类型的表达式,T 是断言类型。


作用是判断操作数的动态类型是否满足指定的断言类型。


有两种情况:


  1. T 是具体类型
  2. T 是接口类型


下面来分别举例说明:


具体类型


类型断言会检查 x 的动态类型是否为 T,如果是,则输出 x 的值;如果不是,程序直接 panic


func main() {
  // 类型断言
  var n interface{} = 55
  assert(n) // 55
  var n1 interface{} = "hello"
  assert(n1) // panic: interface conversion: interface {} is string, not int
}
func assert(i interface{}) {
  s := i.(int)
  fmt.Println(s)
}
复制代码


接口类型


类型断言会检查 x 的动态类型是否满足接口类型 T,如果满足,则输出 x 的值,这个值可能是绑定实例的副本,也可能是指针的副本;如果不满足,程序直接 panic


func main() {
  // 类型断言
  assertInterface(c) // &{}
}
func assertInterface(i interface{}) {
  s := i.(Duck)
  fmt.Println(s)
}
复制代码


如果有两个接收值,那么断言不会在失败时崩溃,而是会多返回一个布尔值,一般命名为 ok,来表示断言是否成功。


func main() {
  // 类型断言
  var n1 interface{} = "hello"
  assertFlag(n1)
}
func assertFlag(i interface{}) {
  if s, ok := i.(int); ok {
    fmt.Println(s)
  }
}
复制代码


类型查询


语法类似类型断言,只需将 T 直接用关键词 type 替代。


作用主要有两个:


  1. 查询一个接口变量绑定的底层变量类型
  2. 查询一个接口变量的底层变量是否还实现了其他接口


func main() {
  // 类型查询
  SearchType(50)         // Int: 50
  SearchType("zhangsan") // String: zhangsan
  SearchType(c)          // dog eat
  SearchType(50.1)       // Unknown type
}
func SearchType(i interface{}) {
  switch v := i.(type) {
  case string:
    fmt.Printf("String: %s\n", i.(string))
  case int:
    fmt.Printf("Int: %d\n", i.(int))
  case Duck:
    v.Eat()
  default:
    fmt.Printf("Unknown type\n")
  }
}
复制代码


总结


本文从鸭子类型引出 Go 的接口,然后用一个例子简单展示了接口类型的用法,接着又介绍了接口赋值,空接口,类型断言和类型查询。


相信通过本篇文章大家能对接口有了整体的概念,并掌握了基本用法。




文章中的脑图和源码都上传到了 GitHub,有需要的同学可自行下载。


地址:github.com/yongxinz/go…



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