Go基础编程:面向对象—接口

1 概述

在Go语言中,接口(interface)是一个自定义类型,接口类型具体描述了一系列方法的集合。

接口类型是一种抽象的类型,它不会暴露出它所代表的对象的内部值的结构和这个对象支持的基础操作的集合,它们只会展示出它们自己的方法。因此接口类型不能将其实例化

Go通过接口实现了鸭子类型(duck-typing):“当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子”。我们并不关心对象是什么类型,到底是不是鸭子,只关心行为。

2 接口的使用

2.1 接口定义

type Humaner interface { SayHi() }
  • 接⼝命名习惯以 er 结尾
  • 接口只有方法声明,没有实现,没有数据字段
  • 接口可以匿名嵌入其它接口,或嵌入到结构中

2.2 接口实现

接口是用来定义行为的类型。这些被定义的行为不由接口直接实现,而是通过方法由用户定义的类型实现,一个实现了这些方法的具体类型是这个接口类型的实例。

如果用户定义的类型实现了某个接口类型声明的一组方法,那么这个用户定义的类型的值就可以赋给这个接口类型的值。这个赋值会把用户定义的类型的值存入接口类型的值。

type Humaner interface {
    SayHi()
}

type Student struct { //学生
    name  string
    score float64
}

//Student实现SayHi()方法
func (s *Student) SayHi() {
    fmt.Printf("Student[%s, %f] say hi!!\n", s.name, s.score)
}

type Teacher struct { //老师
    name  string
    group string
}

//Teacher实现SayHi()方法
func (t *Teacher) SayHi() {
    fmt.Printf("Teacher[%s, %s] say hi!!\n", t.name, t.group)
}

type MyStr string

//MyStr实现SayHi()方法
func (str MyStr) SayHi() {
    fmt.Printf("MyStr[%s] say hi!!\n", str)
}

//普通函数,参数为Humaner类型的变量i
func WhoSayHi(i Humaner) {
    i.SayHi()
}

func main() {
    s := &Student{"mike", 88.88}
    t := &Teacher{"yoyo", "Go语言"}
    var tmp MyStr = "测试"

    s.SayHi()   //Student[mike, 88.880000] say hi!!
    t.SayHi()   //Teacher[yoyo, Go语言] say hi!!
    tmp.SayHi() //MyStr[测试] say hi!!

    //多态,调用同一接口,不同表现
    WhoSayHi(s)   //Student[mike, 88.880000] say hi!!
    WhoSayHi(t)   //Teacher[yoyo, Go语言] say hi!!
    WhoSayHi(tmp) //MyStr[测试] say hi!!

    x := make([]Humaner, 3)
    //这三个都是不同类型的元素,但是他们实现了interface同一个接口
    x[0], x[1], x[2] = s, t, tmp
    for _, value := range x {
        value.SayHi()
    }
    /* Student[mike, 88.880000] say hi!! Teacher[yoyo, Go语言] say hi!! MyStr[测试] say hi!! */
}

通过上面的代码,你会发现接口就是一组抽象方法的集合,它必须由其他非接口类型实现,而不能自我实现。

3 接口组合

3.1 接口嵌入

如果一个interface1作为interface2的一个嵌入字段,那么interface2隐式的包含了interface1里面的方法。

type Humaner interface {
    SayHi()
}

type Personer interface {
    Humaner //这里想写了SayHi()一样
    Sing(lyrics string)
}

type Student struct { //学生
    name  string
    score float64
}

//Student实现SayHi()方法
func (s *Student) SayHi() {
    fmt.Printf("Student[%s, %f] say hi!!\n", s.name, s.score)
}

//Student实现Sing()方法
func (s *Student) Sing(lyrics string) {
    fmt.Printf("Student sing[%s]!!\n", lyrics)
}

func main() {
    s := &Student{"mike", 88.88}

    var i2 Personer
    i2 = s
    i2.SayHi()     //Student[mike, 88.880000] say hi!!
    i2.Sing("学生哥") //Student sing[学生哥]!!
}

3.2 接口转换

超集接⼝对象可转换为⼦集接⼝,反之出错:

type Humaner interface {
    SayHi()
}

type Personer interface {
    Humaner //这里像写了SayHi()一样
    Sing(lyrics string)
}

type Student struct { //学生
    name  string
    score float64
}

//Student实现SayHi()方法
func (s *Student) SayHi() {
    fmt.Printf("Student[%s, %f] say hi!!\n", s.name, s.score)
}

//Student实现Sing()方法
func (s *Student) Sing(lyrics string) {
    fmt.Printf("Student sing[%s]!!\n", lyrics)
}

func main() {
    //var i1 Humaner = &Student{"mike", 88.88}
    //var i2 Personer = i1 //err

    //Personer为超集,Humaner为子集
    var i1 Personer = &Student{"mike", 88.88}
    var i2 Humaner = i1
    i2.SayHi() //Student[mike, 88.880000] say hi!!
}

4 空接口

空接口(interface{})不包含任何的方法,正因为如此,所有的类型都实现了空接口,因此空接口可以存储任意类型的数值。它有点类似于C语言的void *类型。

var v1 interface{} = 1     // 将int类型赋值给interface{}
    var v2 interface{} = "abc" // 将string类型赋值给interface{}
    var v3 interface{} = &v2   // 将*interface{}类型赋值给interface{}
    var v4 interface{} = struct{ X int }{1}
    var v5 interface{} = &struct{ X int }{1}

当函数可以接受任意的对象实例时,我们会将其声明为interface{},最典型的例子是标准库fmt中PrintXXX系列的函数,例如:

func Printf(fmt string, args ...interface{})
    func Println(args ...interface{})

5 类型查询

我们知道interface的变量里面可以存储任意类型的数值(该类型实现了interface)。那么我们怎么反向知道这个变量里面实际保存了的是哪个类型的对象呢?目前常用的有两种方法:

  • comma-ok断言
  • switch测试

5.1 comma-ok断言

Go语言里面有一个语法,可以直接判断是否是该类型的变量: value, ok = element.(T),这里value就是变量的值,ok是一个bool类型,element是interface变量,T是断言的类型。

如果element里面确实存储了T类型的数值,那么ok返回true,否则返回false。

示例代码:

type Element interface{}

type Person struct {
    name string
    age  int
}

func main() {
    list := make([]Element, 3)
    list[0] = 1       // an int
    list[1] = "Hello" // a string
    list[2] = Person{"mike", 18}

    for index, element := range list {
        if value, ok := element.(int); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is an int and its value is %d\n", index, value)
        } else if value, ok := element.(string); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is a string and its value is %s\n", index, value)
        } else if value, ok := element.(Person); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is a Person and its value is [%s, %d]\n", index, value.name, value.age)
        } else {
            fmt.Printf("list[%d] is of a different type\n", index)
        }
    }

    /*  打印结果:
    list[0] is an int and its value is 1
    list[1] is a string and its value is Hello
    list[2] is a Person and its value is [mike, 18]
    */
}

5.2 switch测试

type Element interface{}

type Person struct {
    name string
    age  int
}

func main() {
    list := make([]Element, 3)
    list[0] = 1       //an int
    list[1] = "Hello" //a string
    list[2] = Person{"mike", 18}

    for index, element := range list {
        switch value := element.(type) {
        case int:
            fmt.Printf("list[%d] is an int and its value is %d\n", index, value)
        case string:
            fmt.Printf("list[%d] is a string and its value is %s\n", index, value)
        case Person:
            fmt.Printf("list[%d] is a Person and its value is [%s, %d]\n", index, value.name, value.age)
        default:
            fmt.Println("list[%d] is of a different type", index)
        }
    }
}

参考资料

GoWeb编程: https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/02.6.md

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