Go語言中interface語法與使用詳解
初識interface
Go語言的面向?qū)ο蟮闹R點時，發(fā)現(xiàn)它的面向?qū)ο竽芰θ?interface 撐著，而且它的 interface 還與我們以前知道的 interface 完全不同。故而整個過程不斷的思考為什么要如此設(shè)計？這樣設(shè)計給我們帶來了什么影響？
interface(接口)是golang最重要的特性之一，實現(xiàn)多態(tài)。Interface類型可以定義一組方法，但是這些不需要實現(xiàn)。并且interface不能包含任何變量。
基本語法
定義一個接口
type Person interface {
// 聲明方法
method1(參數(shù)列表)返回值列表
method2(參數(shù)列表)返回值列表
}
實現(xiàn)一個接口
func (t 自定義類型）method1(參數(shù)列表）返回值列表 {
//方法實現(xiàn)
}
func (t 自定義類型）method2(參數(shù)列表）返回值列表 {
//方法實現(xiàn)
}
小結(jié)：
（1）接口里的所有方法都沒有方法體，即接口的方法都是沒有實現(xiàn)的方法。接口體現(xiàn)了程序設(shè)計的多態(tài)和高內(nèi)聚低耦合的思想。
（2）Go中的接口，不需要顯示的實現(xiàn)。只要一個變量，含有接口類型中的所有方法，那么這個變量就實現(xiàn)這個接口。因此，Go中沒有implement關(guān)鍵字樣。
（3）Go實現(xiàn)接口與方法有關(guān)，與接口本身叫什么名字沒有特別大的關(guān)系。變量需要實現(xiàn)接口所有的方法。
其他注意事項
(1)接口本身不能創(chuàng)建實例，但是可以指向一個實現(xiàn)了該接口的自定義類型的變量（實例）。
package main
import "fmt"
// Person 定義接口
type Person interface {
GetName() string
GetAge() uint32
}
// Student 定義類型
type Student struct {
Name string
Age uint32
}
func (s Student) GetName() string{
return s.Name
}
func (s Student) GetAge() uint32{
return s.Age
}
func main() {
var student Student
student.Age = 12
student.Name = "小明"
var person Person
person = student //接口執(zhí)行向student
fmt.Printf("name:%s,age: %d\n", person.GetName(), person.GetAge())
}
（2）接口中所有的方法都沒有方法體，即都是沒有實現(xiàn)的方法。
（3）在Go中，一個自定義類型需要將某個接口的所有方法都實現(xiàn)，我們說這個自定義類型實現(xiàn)了該接口。
（4）一個自定義類型只有實現(xiàn)了某個接口，才能將該自定義類型的實例（變量）賦給接口類型。
（5）只要是自定義數(shù)據(jù)類型就可以實現(xiàn)接口，不僅僅是結(jié)構(gòu)體類型。
（6）一個自定義類型可以實現(xiàn)多個接口。
（7）Go接口不能有任何變量。
（8）一個接口可以繼承多個別的接口，這時如果要實現(xiàn)這個接口必須實現(xiàn)它繼承的所有接口的方法。在低版本的Go編輯器中，一個接口繼承其他多個接口時，不允許繼承的接口有相同的方法名。比如A接口繼承B、C接口，B、C接口的方法名不能一樣。高版本的Go編輯器沒有相關(guān)問題。
（9）interface類型默認是一個指針（引用類型），如果沒有對interface初始化就使用，那么會輸出nil。
（10）空接口interface{}沒有任何方法，所以所有類型都實現(xiàn)了空接口，即我們可以把任何一個變量賦給空接口類型。
interface底層實現(xiàn)
Go的interface源碼在Golang源碼的runtime目錄中。
Go的interface是由兩種類型來實現(xiàn)的：iface和eface。
iface
iface是包含方法的interface，如：
type Person interface {
Print()
}
iface的源代碼是：
type iface struct {
tab *itab
data unsafe.Pointer
}
iface具體結(jié)構(gòu)是：
itab是iface不同于eface的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其包含兩部分：一部分是唯一確定包含該interface的具體結(jié)構(gòu)類型，一部分是指向具體方法集的指針。其具體結(jié)構(gòu)為：
屬性 itab的源代碼是：
type itab struct {
inter *interfacetype //此屬性用于定位到具體interface
_type *_type //此屬性用于定位到具體interface
hash uint32 // copy of _type.hash. Used for type switches.
_ [4]byte
fun [1]uintptr // variable sized. fun[0]==0 means _type does not implement inter.
}
屬性interfacetype類似于_type，其作用就是interface的公共描述，類似的還有maptype、arraytype、chantype…其都是各個結(jié)構(gòu)的公共描述，可以理解為一種外在的表現(xiàn)信息。interfacetype源碼如下：
type interfacetype struct {
typ _type
pkgpath name
mhdr []imethod
}
type imethod struct {
name nameOff
ityp typeOff
}
iface的整體結(jié)構(gòu)為：
我們來看一個例子，對于含有方法的interface賦值后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？
package main
import "fmt"
// Person 定義接口
type Person interface {
GetName() string
GetAge() uint32
}
// Student 定義類型
type Student struct {
Name string
Age uint32
}
func (s Student) GetName() string{
return s.Name
}
func (s Student) GetAge() uint32{
return s.Age
}
func main() {
var student Student
student.Age = 12
student.Name = "小明"
var person Person
person = student
fmt.Printf("name:%s,age: %d\n", person.GetName(), person.GetAge())
}
運行結(jié)果:
name:小明,age: 12
Process finished with the exit code 0
內(nèi)存分布示意圖：
eface
eface是不包含方法的interface，即空interface，如：
type Person interface {
}
或者
var person interface{} = xxxx實體
侵入式與非侵入式的理解
侵入式
你的代碼里已經(jīng)嵌入了別的代碼，這些代碼可能是你引入過的框架，也可能是你通過接口繼承得來的，比如：java中的繼承，必須顯示的表明我要繼承那個接口，這樣你就可以擁有侵入代碼的一些功能。所以我們就稱這段代碼是侵入式代碼。
優(yōu)點：通過侵入代碼與你的代碼結(jié)合可以更好的利用侵入代碼提供給的功能。
缺點：框架外代碼就不能使用了，不利于代碼復(fù)用。依賴太多重構(gòu)代碼太痛苦了。
非侵入式
正好與侵入式相反，你的代碼沒有引入別的包或框架，完完全全是自主開發(fā)。比如go中的接口，不需要顯示的繼承接口，只需要實現(xiàn)接口的所有方法就叫實現(xiàn)了該接口，即便該接口刪掉了，也不會影響我，所有g(shù)o語言的接口數(shù)非侵入式接口；再如Python所崇尚的鴨子類型。
優(yōu)點：代碼可復(fù)用，方便移植。非侵入式也體現(xiàn)了代碼的設(shè)計原則：高內(nèi)聚，低耦合。
缺點：無法復(fù)用框架提供的代碼和功能。
接下來看看java與go語言編程實現(xiàn)接口來理解侵入式與非侵入式的區(qū)別。
java語言實現(xiàn)
定義接口
public interface IPersonService {
String getName();
Integer getAge();
}
實現(xiàn)接口的類
public class PersonService implements IPersonService{
@Override
public String getName() {
return "小明";
}
@Override
public Integer getAge() {
return 12;
}
}
go語言實現(xiàn)
package main
import "fmt"
// Person 定義接口
type Person interface {
GetName() string
GetAge() uint32
}
// Student 定義類型
type Student struct {
Name string
Age uint32
}
func (s Student) GetName() string{
return s.Name
}
func (s Student) GetAge() uint32{
return s.Age
}
func main() {
var student Student
student.Age = 12
student.Name = "小明"
var person Person
person = student
fmt.Printf("name:%s,age: %d\n", person.GetName(), person.GetAge())
}
通過上面的例子我們總結(jié)了以下問題：
- 侵入式通過 implements 把實現(xiàn)類與具體接口綁定起來了，因此有了強耦合;
- 假如修改了接口方法，則實現(xiàn)類方法必須改動；
- 假如類想再實現(xiàn)一個接口，實現(xiàn)類也必須進行改動；
- 后續(xù)實現(xiàn)此接口的類，必須了解相關(guān)的接口；
Go語言非侵入式的方式很好地解決了這幾個問題，只要實現(xiàn)了實現(xiàn)了與接口相同的方法，就實現(xiàn)了這個接口。隨著代碼量的增加，根本不需要的關(guān)心實現(xiàn)了哪些接口，不需要刻意去先定義接口再實現(xiàn)接口的固定模式，在原有類新增實現(xiàn)接口時，不需要更改類，做到低侵入式、低耦合開發(fā)的好處。
interface的應(yīng)用場景
類型轉(zhuǎn)換
類型推斷可將接口變量還原為原始類型，或用來判斷是否實現(xiàn)了某個更具體的接口類型。
type data int
func(d data)String()string{
return fmt.Sprintf("data:%d",d)
}
func main() {
var d data=15
var x interface{} =d
if n,ok:=x.(fmt.Stringer);ok{ // 轉(zhuǎn)換為更具體的接口類型
fmt.Println(n)
}
if d2,ok:=x.(data);ok{ // 轉(zhuǎn)換回原始類型
fmt.Println(d2)
}
e:=x.(error) // 錯誤:main.data is not error
fmt.Println(e)
}
輸出為：
data:15
data:15
panic:interface conversion:main.data is not error:missing method Error
但是此處會觸發(fā)panic，使用ok-idiom模式，即便轉(zhuǎn)換失敗也不會引發(fā)panic。還可用switch語句在多種類型間做出推斷匹配，這樣空接口就有更多發(fā)揮空間。
func main() {
var x interface{} =func(x int)string{
return fmt.Sprintf("d:%d",x)
}
switch v:=x.(type) { // 局部變量v是類型轉(zhuǎn)換后的結(jié)果
case nil:
println("nil")
case*int:
println(*v)
case func(int)string:
println(v(100))
case fmt.Stringer:
fmt.Println(v)
default:
println("unknown")
}
}
輸出為：
d:100
實現(xiàn)多態(tài)功能
多態(tài)功能是interface實現(xiàn)的重要功能，也是Golang中的一大行為特色，其多態(tài)功能一般要結(jié)合Go method實現(xiàn)，作為函數(shù)參數(shù)可以容易的實現(xiàn)多臺功能。
package main
import "fmt"
// notifier是一個定義了通知類行為的接口
type notifier interface {
notify()
}
// 定義user及user.notify方法
type user struct {
name string
email string
}
func (u *user) notify() {
fmt.Printf("Sending user email to %s<%s>\n",
u.name,
u.email)
}
// 定義admin及admin.notify方法
type admin struct {
name string
email string
}
func (a *admin) notify() {
fmt.Printf("Sending admin email to %s<%s>\n",
a.name,
a.email)
}
func main() {
// 創(chuàng)建一個user值并傳給sendNotification
bill := user{"Bill", "bill@email.com"}
sendNotification(&bill)
// 創(chuàng)建一個admin值并傳給sendNotification
lisa := admin{"Lisa", "lisa@email.com"}
sendNotification(&lisa)
}
// sendNotification接受一個實現(xiàn)了notifier接口的值
// 并發(fā)送通知
func sendNotification(n notifier) {
n.notify()
}
上述代碼中實現(xiàn)了一個多態(tài)的例子，函數(shù)sendNotification接受一個實現(xiàn)了notifier接口的值作為參數(shù)。既然任意一個實體類型都能實現(xiàn)該接口，那么這個函數(shù)可以針對任意實體類型的值來執(zhí)行notify方法，調(diào)用notify時，會根據(jù)對象的實際定義來實現(xiàn)不同的行為，從而實現(xiàn)多態(tài)行為。
補充：interface 與 nil 的比較
引用公司內(nèi)部同事的討論議題，覺得之前自己也沒有理解明白，為此，單獨羅列出來，例子是最好的說明，如下
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type State struct{}
func testnil1(a, b interface{}) bool {
return a == b
}
func testnil2(a *State, b interface{}) bool {
return a == b
}
func testnil3(a interface{}) bool {
return a == nil
}
func testnil4(a *State) bool {
return a == nil
}
func testnil5(a interface{}) bool {
v := reflect.ValueOf(a)
return !v.IsValid() || v.IsNil()
}
func main() {
var a *State
fmt.Println(testnil1(a, nil))
fmt.Println(testnil2(a, nil))
fmt.Println(testnil3(a))
fmt.Println(testnil4(a))
fmt.Println(testnil5(a))
}
返回結(jié)果如下
false
false
false
true
true
為啥呢？
一個interface{}類型的變量包含了2個指針，一個指針指向值的類型，另外一個指針指向?qū)嶋H的值 對一個interface{}類型的nil變量來說，它的兩個指針都是0；但是var a *State傳進去后，指向的類型的指針不為0了，因為有類型了， 所以比較為false。 interface 類型比較， 要是 兩個指針都相等， 才能相等。
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Go語言中interface語法與使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go語言 interface詳解內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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