Go語言接口的用法詳解
一、接口的定義和好處
我們都知道接口給類提供瞭一種多態的機制，什麼是多態，多態就是系統根據類型的具體實現完成不同的行為。
以下代碼簡單說明瞭接口的作用
package main
import (
"fmt"
"io"
"net/http"
"os"
)
// init 在main 函數之前調用
func init() {
if len(os.Args) != 2 {
fmt.Println("Usage: ./example2 <url>")
os.Exit(-1)
}
}
// main 是應用程序的入口
func main() {
// 從Web 服務器得到響應
r, err := http.Get(os.Args[1])
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
// 從Body 復制到Stdout
io.Copy(os.Stdout, r.Body)
if err := r.Body.Close(); err != nil {
fmt.Println(err)
}
}
①註意下 http.Get(os.Args[1]) 這裡他的返回值r是一個Response對象的指針，也就是請求的結果
做過web開發的都知道，下面是源代碼
func Get(url string) (resp *Response, err error) {
return DefaultClient.Get(url)
}
以下是Response的結構，這裡有一個Body，是一個io.ReadCloser類型的，這是啥？往下看
type Response struct {
Status string // e.g. "200 OK"
StatusCode int // e.g. 200
Proto string // e.g. "HTTP/1.0"
ProtoMajor int // e.g. 1
ProtoMinor int // e.g. 0
Header Header
Body io.ReadCloser
ContentLength int64
TransferEncoding []string
Close bool
Uncompressed bool
Trailer Header
Request *Request
TLS *tls.ConnectionState
}
ReadCloser是一個接口哦！Reader和Closer也同樣是接口，接口裡面都是方法。
type ReadCloser interface {
Reader
Closer
}
Reader接口
type Reader interface {
Read(p []byte) (n int, err error)
}
Closer接口
type Closer interface {
Close() error
}
②io.Copy(os.Stdout, r.Body) 這個方法,查看源碼如下
func Copy(dst Writer, src Reader) (written int64, err error) {
return copyBuffer(dst, src, nil)
}
這裡的輸入參數dst是一個實現瞭Writer接口的對象，而src則是一個實現瞭Reader接口的對象，由此，我們可以知道為什麼io.Copy(os.Stdout, r.Body)的第二個參數可以傳r.Body瞭，因為①中展示瞭Body這個對象是實現瞭Reader接口的。同理os.Stdout對象這個接口值表示標準輸出設備，並且已經實現瞭io.Writer 接口
os.Stdout返回的是一個*File, File裡面隻有一個*file，而*file是實現瞭下面兩個接口的，下面是Go的源碼
func (f *File) Read(b []byte) (n int, err error) {
if err := f.checkValid("read"); err != nil {
return 0, err
}
n, e := f.read(b)
return n, f.wrapErr("read", e)
}
func (f *File) Write(b []byte) (n int, err error) {
if err := f.checkValid("write"); err != nil {
return 0, err
}
n, e := f.write(b)
if n < 0 {
n = 0
}
if n != len(b) {
err = io.ErrShortWrite
}
epipecheck(f, e)
if e != nil {
err = f.wrapErr("write", e)
}
return n, err
}
所以說*File本身是繼承瞭Writer和Reader接口的類型。
綜上有瞭參數或者返回值是接口類型，就不用關註於具體的返回類型是什麼，隻要實現瞭的接口的方法都是可以被接受的。
二、接口值和實際對象值是怎麼轉化和存儲的
我們都知道 如果一個類型實現瞭某個接口，那麼這個類型的實際值是可以賦值給一個接口的變量的。
在C#中是這樣的,例如將一個List賦值給一個IEnumerable類型的變量
IEnumerable<int> list = new List<int>();
在Go語言中也是這樣的，請看下面的代碼
package main
import (
"fmt"
)
type eat interface{
eat()(string)
}
type Bird struct
{
Name string
}
func (bird Bird) eat()string{
return "Bird:"+bird.Name+" eat"
}
func print(e eat){
fmt.Println(e.eat())
}
// main 是應用程序的入口
func main() {
bird1:= Bird{Name:"Big"}
bird2:= new(Bird)
bird2.Name = "Small"
print(bird1)
print(bird2)
var eat1 eat
eat1 = bird1
print(eat1)
}
結果
Bird:Big eat
Bird:Small eat
Bird:Big eat
這裡定義瞭一個eat接口，有一個Bird的類型實現瞭該接口，print函數接受一個eat接口類型的參數，
這裡可以看到前兩次直接把bird1和bird2作為參數傳入到print函數內，第二次則是聲明瞭一個eat接口類型的變量eat1，然後將bird1進行瞭賦值。換句話說接口類型變量實際承載瞭實際類型值。這裡是如何承載的呢？
這裡我們把 eat1 稱作 接口值，將bird1稱作實體類型值，eat1和bird1的關系如下：
接口值可以看成兩部分組合（都是指針）而成的。第一部分是【iTable的地址】第二部分是【實體類型值的地址】
關於interface的解析：
https://www.jb51.net/article/255284.htm
三、方法集的概念
簡單的講：方法集定義瞭接口的接受規則
舉例說明：
package main
import (
"fmt"
)
type notifier interface {
notify()
}
type user struct {
name string
email string
}
func (u user) notify() {
fmt.Printf("Sending user email to %s<%s>\n",
u.name,
u.email)
}
func sendNotification(n notifier) {
n.notify()
}
func main() {
u := user{"Bill", "[email protected]"}
sendNotification(u)
}
如上代碼，定義瞭一個notifier接口，有一個方法nitify()方法，定義瞭一個user類型的結構，實現瞭notify方法，接收者類型是user，即實現瞭notifier接口，又定義瞭一個sendNotification方法，接收一個實現notifier接口的類型，並調用notify方法。
func (u *user) notify() {
fmt.Printf("Sending user email to %s<%s>\n",
u.name,
u.email)
}
func main() {
u := user{"Bill", "[email protected]"}
sendNotification(u)
}
現在修正一下代碼，將接收者改為user的指針類型。此時會發現原來調用的地方會出現錯誤。
cannot use u (type user) as type notifier in argument to sendNotification:user does not implement notifier (notify method has pointer receiver)
不能將u（類型是user）作為sendNotification 的參數類型notifier：user 類型並沒有實現notifier（notify 方法使用指針接收者聲明）
為什麼會出現上面的問題？要瞭解用指針接收者來實現接口時為什麼user 類型的值無法實現該接口，需要先瞭解方法集。方法集定義瞭一組關聯到給定類型的值或者指針的方法。
定義方法時使用的接收者的類型決定瞭這個方法是關聯到值，還是關聯到指針，還是兩個都關聯。
以下是Go語言規范中的方法集：
上表的意思是：類型的值隻能實現值接收者的接口；指向類型的指針，既可以實現值接收者的接口，也可以實現指針接收者的接口。
從接收者的角度來看一下這些規則
如果是值接收者，實體類型的值和指針都可以實現對應的接口；如果是指針接收者，那麼隻有類型的指針能夠實現對應的接口。
所以針對上面的問題，將傳入的u變成傳入地址就可以瞭（可以套用一下表格，接收者*user對應的values是*user，所以傳地址對應上面表格淺藍色部分）
func (u *user) notify() {
fmt.Printf("Sending user email to %s<%s>\n",
u.name,
u.email)
}
func main() {
u := user{"Bill", "[email protected]"}
sendNotification(&u)
}
綜上我們總結一下，也就是說如果你的方法的接受者的類型是指針類型，那麼方法的實現者就隻能是指向該類型的指針類型，如果方法的接收者是值類型，那麼方法的實現者可以是值類型也可以是指向該類型的指針類型。
面試題一個，下面的代碼能否編譯通過？
package main
import (
"fmt"
)
type People interface {
Speak(string) string
}
type Stduent struct{}
func (stu *Stduent) Speak(think string) (talk string) {
if think == "bitch" {
talk = "You are a good boy"
} else {
talk = "hi"
}
return
}
func main() {
var peo People = Stduent{}
think := "bitch"
fmt.Println(peo.Speak(think))
}
答案：不能。
分析：首先Speak的方法的接收者是*Student , 根據上面的規則，那麼實現該方法的實現者隻能是 *Student，但是 var peo People = Student{} 這裡卻將Student作為實現者賦值給瞭接口，這裡就會出現問題。Integer(25)是一個字面量，而字面量是一個常量，所以沒有辦法尋址。
四、多態
// Sample program to show how polymorphic behavior with interfaces.
package main
import (
"fmt"
)
type notifier interface {
notify()
}
// user defines a user in the program.
type user struct {
name string
email string
}
func (u *user) notify() {
fmt.Printf("Sending user email to %s<%s>\n",
u.name,
u.email)
}
type admin struct {
name string
email string
}
func (a *admin) notify() {
fmt.Printf("Sending admin email to %s<%s>\n",
a.name,
a.email)
}
// main is the entry point for the application.
func main() {
// Create a user value and pass it to sendNotification.
bill := user{"Bill", "[email protected]"}
sendNotification(&bill)
// Create an admin value and pass it to sendNotification.
lisa := admin{"Lisa", "[email protected]"}
sendNotification(&lisa)
}
func sendNotification(n notifier) {
n.notify()
}
上面的代碼很好的說明的接口的多態，user和admin都實現瞭notify方法，既實現瞭的notifier接口，sendNotification函數接收一個實現notifier接口的實例，從而user和admin都可以當作參數使用sendNotification函數，而sendNotification裡面的notify方法執行根據的是具體傳入的實例中實現的方法。
到此這篇關於Go語言接口的文章就介紹到這瞭。希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。