Golang 学习笔记七 接口

一、概念

《快学 Go 语言》第 9 课 —— 接口

1.接口定义

Go 语言的接口类型非常特别，它的作用和 Java 语言的接口一样，但是在形式上有很大的差别。Java 语言需要在类的定义上显式实现了某些接口，才可以说这个类具备了接口定义的能力。但是 Go 语言的接口是隐式的，只要结构体上定义的方法在形式上（名称、参数和返回值）和接口定义的一样，那么这个结构体就自动实现了这个接口，我们就可以使用这个接口变量来指向这个结构体对象。下面我们看个例子

package main

import "fmt"

// 可以闻
type Smellable interface {
  smell()
}

// 可以吃
type Eatable interface {
  eat()
}

// 苹果既可能闻又能吃
type Apple struct {}

func (a Apple) smell() {
  fmt.Println("apple can smell")
}

func (a Apple) eat() {
  fmt.Println("apple can eat")
}

// 花只可以闻
type Flower struct {}

func (f Flower) smell() {
  fmt.Println("flower can smell")
}

func main() {
  var s1 Smellable
  var s2 Eatable
  var apple = Apple{}
  var flower = Flower{}
  s1 = apple
  s1.smell()
  s1 = flower
  s1.smell()
  s2 = apple
  s2.eat()
}

--------------------
apple can smell
flower can smell
apple can eat

上面的代码定义了两种接口，Apple 结构体同时实现了这两个接口，而 Flower 结构体只实现了 Smellable 接口。我们并没有使用类似于 Java 语言的 implements 关键字，结构体和接口就自动产生了关联。

2.空接口

如果一个接口里面没有定义任何方法，那么它就是空接口，任意结构体都隐式地实现了空接口。

Go 语言为了避免用户重复定义很多空接口，它自己内置了一个，这个空接口的名字特别奇怪，叫 interface{} ，初学者会非常不习惯。之所以这个类型名带上了大括号，那是在告诉用户括号里什么也没有。我始终认为这种名字很古怪，它让代码看起来有点丑陋。

空接口里面没有方法，所以它也不具有任何能力，其作用相当于 Java 的 Object 类型，可以容纳任意对象，它是一个万能容器。比如一个字典的 key 是字符串，但是希望 value 可以容纳任意类型的对象，类似于 Java 语言的 Map 类型，这时候就可以使用空接口类型 interface{}。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 连续两个大括号，是不是看起来很别扭
    var user = map[string]interface{}{
        "age": 30,
        "address": "Beijing Tongzhou",
        "married": true,
    }
    fmt.Println(user)
    // 类型转换语法来了
    var age = user["age"].(int)
    var address = user["address"].(string)
    var married = user["married"].(bool)
    fmt.Println(age, address, married)
}

-------------
map[age:30 address:Beijing Tongzhou married:true]
30 Beijing Tongzhou true

代码中 user 字典变量的类型是 map[string]interface{}，从这个字典中直接读取得到的 value 类型是 interface{}，需要通过类型转换才能得到期望的变量。

3.用接口来模拟多态

package main

import "fmt"

type Fruitable interface {
    eat()
}

type Fruit struct {
    Name string  // 属性变量
    Fruitable  // 匿名内嵌接口变量
}

func (f Fruit) want() {
    fmt.Printf("I like ")
    f.eat() // 外结构体会自动继承匿名内嵌变量的方法
}

type Apple struct {}

func (a Apple) eat() {
    fmt.Println("eating apple")
}

type Banana struct {}

func (b Banana) eat() {
    fmt.Println("eating banana")
}

func main() {
    var f1 = Fruit{"Apple", Apple{}}
    var f2 = Fruit{"Banana", Banana{}}
    f1.want()
    f2.want()
}

---------
I like eating apple
I like eating banana

使用这种方式模拟多态本质上是通过组合属性变量（Name）和接口变量（Fruitable）来做到的，属性变量是对象的数据，而接口变量是对象的功能，将它们组合到一块就形成了一个完整的多态性的结构体。

4.接口的组合继承

接口的定义也支持组合继承，比如我们可以将两个接口定义合并为一个接口如下

type Smellable interface {
  smell()
}

type Eatable interface {
  eat()
}

type Fruitable interface {
  Smellable
  Eatable
}

这时 Fruitable 接口就自动包含了 smell() 和 eat() 两个方法，它和下面的定义是等价的。

type Fruitable interface {
  smell()
  eat()
}

5.接口变量的赋值

变量赋值本质上是一次内存浅拷贝，切片的赋值是拷贝了切片头，字符串的赋值是拷贝了字符串的头部，而数组的赋值呢是直接拷贝整个数组。接口变量的赋值会不会不一样呢？接下来我们做一个实验

package main

import "fmt"

type Rect struct {
    Width int
    Height int
}

func main() {
    var a interface {}
    var r = Rect{50, 50}
    a = r

    var rx = a.(Rect)
    r.Width = 100
    r.Height = 100
    fmt.Println(rx)
}

------
{50 50}

二、使用

1.如果我们发现我们需要以同样的方式处理Audio和Video，我们可以定义一个Streamer接口来代表它们之间相同的部分而不必对已经存在的类型做改变。

每一个具体类型的组基于它们相同的行为可以表示成一个接口类型。不像基于类的语言，他们一个类实现的接口集合需要进行显式的定义，在Go语言中我们可以在需要的时候定义一个新的抽象或者特定特点的组，而不需要修改具体类型的定义。当具体的类型来自不同的作者时这种方式会特别有用。当然也确实没有必要在具体的类型中指出这些共性。