Go語言之接口

接口是一種約定，它是一個(gè)抽象的類型，和我們見到的具體的類型如int、map、slice等不一樣。具體的類型，我們可以知道它是什么，并且可以知道可以用它做什么；但是接口不一樣，接口是抽象的，它只有一組接口方法，我們并不知道它的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，所以我們不知道接口是什么，但是我們知道可以利用它提供的方法做什么。

抽象就是接口的優(yōu)勢(shì)，它不用和具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)綁定在一起，我們只需定義接口，告訴編碼人員它可以做什么，這樣我們可以把具體實(shí)現(xiàn)分開，編碼就會(huì)更加靈活方面，適應(yīng)能力也會(huì)非常強(qiáng)。

func main() {
    var b bytes.Buffer
    fmt.Fprint(&b,"Hello World")
    fmt.Println(b.String())
}

以上就是一個(gè)使用接口的例子，我們先看下fmt.Fprint函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

func Fprint(w io.Writer, a ...interface{}) (n int, err error) {
    p := newPrinter()
    p.doPrint(a)
    n, err = w.Write(p.buf)
    p.free()
    return
}

從上面的源代碼中，我們可以看到，fmt.Fprint函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是io.Writer這個(gè)接口，所以只要實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的具體類型都可以作為參數(shù)傳遞給fmt.Fprint函數(shù)。而bytes.Buffer恰恰實(shí)現(xiàn)了io.Writer接口，所以可以作為參數(shù)傳遞給fmt.Fprint函數(shù)。

內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

我們前面提過接口是用來定義行為類型的，它是抽象的，這些定義的行為不是由接口直接實(shí)現(xiàn)，而是通過方法由用戶定義的類型實(shí)現(xiàn)。如果用戶定義的類型，實(shí)現(xiàn)了接口類型聲明的所有方法，那么這個(gè)用戶定義的類型就實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口，所以這個(gè)用戶定義類型的值就可以賦值給接口類型的值。

func main() {
    var b bytes.Buffer
    fmt.Fprint(&b, "Hello World")
    var w io.Writer
    w = &b
    fmt.Println(w)
}

這個(gè)例子中，因?yàn)?/span>bytes.Buffer實(shí)現(xiàn)了接口io.Writer，所以我們可以通過w = &b賦值，這個(gè)賦值的操作會(huì)把定義類型的值存入接口類型的值。

賦值操作執(zhí)行后，如果我們對(duì)接口方法執(zhí)行調(diào)用，其實(shí)是調(diào)用存儲(chǔ)的用戶定義類型的對(duì)應(yīng)方法，這里我們可以把用戶定義的類型稱之為實(shí)體類型。

我們可以定義很多類型，讓它們實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，那么這些類型都可以賦值給這個(gè)接口。這時(shí)候接口方法的調(diào)用，其實(shí)就是對(duì)應(yīng)實(shí)體類型對(duì)應(yīng)方法的調(diào)用，這就是多態(tài)。

func main() {
    var a animal

    var c cat
    a=c
    a.printInfo()
    //使用另外一個(gè)類型賦值
    var d dog
    a=d
    a.printInfo()
}

type animal interface {
    printInfo()
}

type cat int
type dog int

func (c cat) printInfo(){
    fmt.Println("a cat")
}

func (d dog) printInfo(){
    fmt.Println("a dog")
}

以上例子演示了一個(gè)多態(tài)。我們定義了一個(gè)接口animal，然后定義地兩種類型cat和dog實(shí)現(xiàn)了接口animal。在使用的時(shí)候，分別把類型cat的值c、類型dog的值d賦值給接口animal的值a，然后分別執(zhí)行a的printInfo方法，可以看到不同的輸出。

a cat
a dog

我們看下接口的值被賦值后，接口值內(nèi)部的布局。接口的值是一個(gè)兩個(gè)字長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，第一個(gè)字包含一個(gè)指向內(nèi)部表結(jié)構(gòu)的指針，這個(gè)內(nèi)部表里存儲(chǔ)的有實(shí)體類型的信息以及相關(guān)聯(lián)的方法集；第二個(gè)字包含的是一個(gè)指向存儲(chǔ)的實(shí)體類型值的指針。所以接口的值結(jié)構(gòu)其實(shí)是兩個(gè)指針，這也可以說明接口其實(shí)是一個(gè)引用類型。

方法集

我們都知道，如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口提供的所有方法。但是實(shí)現(xiàn)方法的時(shí)候，我們可以使用指針接收者實(shí)現(xiàn)，也可以使用值接收者實(shí)現(xiàn)，這兩者是有區(qū)別的。下面我們就好好分析下這兩者的區(qū)別。

func main() {
    var c cat
    //值作為參數(shù)傳遞
    invoke(c)
}
//需要一個(gè)animal接口作為參數(shù)
func invoke(a animal){
    a.printInfo()
}

type animal interface {
    printInfo()
}

type cat int

//值接收者實(shí)現(xiàn)animal接口
func (c cat) printInfo(){
    fmt.Println("a cat")
}

還是原來的例子改改，增加一個(gè)invoke函數(shù)，該函數(shù)接收一個(gè)animal接口類型的參數(shù)，例子中傳遞參數(shù)的時(shí)候，也是以類型cat的值c傳遞的，運(yùn)行程序可以正常執(zhí)行。現(xiàn)在我們稍微改造一下，使用類型cat的指針&c作為參數(shù)傳遞。

func main() {
    var c cat
    //指針作為參數(shù)傳遞
    invoke(&c)
}

只修改這一處，其他保持不變，我們運(yùn)行程序，發(fā)現(xiàn)也可以正常執(zhí)行。通過這個(gè)例子我們可以得出結(jié)論：實(shí)體類型以值接收者實(shí)現(xiàn)接口的時(shí)候，不管是實(shí)體類型的值，還是實(shí)體類型值的指針，都實(shí)現(xiàn)了該接口。

下面我們把接收者改為指針試試。

func main() {
    var c cat
    //值作為參數(shù)傳遞
    invoke(c)
}
//需要一個(gè)animal接口作為參數(shù)
func invoke(a animal){
    a.printInfo()
}

type animal interface {
    printInfo()
}

type cat int

//指針接收者實(shí)現(xiàn)animal接口
func (c *cat) printInfo(){
    fmt.Println("a cat")
}

這個(gè)例子中把實(shí)現(xiàn)接口的接收者改為指針，但是傳遞參數(shù)的時(shí)候，我們還是按值進(jìn)行傳遞，點(diǎn)擊運(yùn)行程序，會(huì)出現(xiàn)以下異常提示：

./main.go:10: cannot use c (type cat) as type animal in argument to invoke:
    cat does not implement animal (printInfo method has pointer receiver)

提示中已經(jīng)很明顯地告訴我們，說cat沒有實(shí)現(xiàn)animal接口，是因?yàn)?/span>printInfo方法有一個(gè)指針接收者，所以cat類型的值c不能作為接口類型animal傳參使用。下面我們?cè)偕晕⑿薷南?，改為以指針作為參?shù)傳遞。

func main() {
    var c cat
    //指針作為參數(shù)傳遞
    invoke(&c)
}

其他都不變，只是把以前使用值的參數(shù)，改為使用指針作為參數(shù)，我們?cè)龠\(yùn)行程序，就可以正常運(yùn)行了。由此可見實(shí)體類型以指針接收者實(shí)現(xiàn)接口的時(shí)候，只有指向這個(gè)類型的指針才被認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了該接口。

現(xiàn)在我們總結(jié)下這兩種規(guī)則，首先以方法接收者是值還是指針的角度看。

上面的表格可以解讀為：如果是值接收者，實(shí)體類型的值和指針都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的接口；如果是指針接收者，那么只有類型的指針能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)的接口。

其次我們以實(shí)體類型是值還是指針的角度看。

上面的表格可以解讀為：類型的值只能實(shí)現(xiàn)值接收者的接口；指向類型的指針，既可以實(shí)現(xiàn)值接收者的接口，也可以實(shí)現(xiàn)指針接收者的接口。