Go 专栏｜接口 interface
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2021-08-31 21:14
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()
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()
}
}
使用 type 关键词定义接口：
type Duck interface {
Eat()
}
接口包含了一个 Eat() 方法，然后定义两个结构体类型 Cat 和 Dog，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")
}
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
接口赋值
接口赋值分两种情况：
将对象实例赋值给接口
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()
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()
# 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)
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
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()
再来，我再定义一个接口 Duck1，这个接口包含两个方法 Eat 和 Walk，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")
}
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()
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)
}
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)
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：
T是具体类型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)
}
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)
}
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)
}
}
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：
查询一个接口变量绑定的底层变量类型
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")
}
}
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： https://github.com/yongxinz/gopher/tree/main/sc
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