Go语言基础之接口

Go语言基础之接口

接口（interface）定义了一个对象的行为规范，只定义规范不实现，由具体的对象来实现规范的细节。

接口

接口类型

在Go语言中接口（interface）是一种类型，一种抽象的类型。

interface是一组method的集合，是duck-type programming的一种体现。接口作的事情就像是定义一个协议（规则），只要一台机器有洗衣服和甩干的功能，我就称它为洗衣机。不关心属性（数据），只关心行为（方法）。

为了保护你的Go语言职业生涯，请牢记接口（interface）是一种类型。

为何要使用接口

type Cat struct{}

func (c Cat) Say() string { return "喵喵喵" }

type Dog struct{}

func (d Dog) Say() string { return "汪汪汪" }

func main() {
    c := Cat{}
    fmt.Println("猫:", c.Say())
    d := Dog{}
    fmt.Println("狗:", d.Say())
}

上面的代码中定义了猫和狗，而后它们都会叫，你会发现main函数中明显有重复的代码，若是咱们后续再加上猪、青蛙等动物的话，咱们的代码还会一直重复下去。那咱们能不能把它们当成“能叫的动物”来处理呢？

像相似的例子在咱们编程过程当中会常常遇到：

好比一个网上商城可能使用支付宝、微信、银联等方式去在线支付，咱们能不能把它们当成“支付方式”来处理呢？

好比三角形，四边形，圆形都能计算周长和面积，咱们能不能把它们当成“图形”来处理呢？

好比销售、行政、程序员都能计算月薪，咱们能不能把他们当成“员工”来处理呢？

Go语言中为了解决相似上面的问题，就设计了接口这个概念。接口区别于咱们以前全部的具体类型，接口是一种抽象的类型。当你看到一个接口类型的值时，你不知道它是什么，惟一知道的是经过它的方法能作什么。

接口的定义

Go语言提倡面向接口编程。

每一个接口由数个方法组成，接口的定义格式以下：

type 接口类型名 interface{
    方法名1( 参数列表1 ) 返回值列表1
    方法名2( 参数列表2 ) 返回值列表2
    …
}

其中：

• 接口名：使用type将接口定义为自定义的类型名。Go语言的接口在命名时，通常会在单词后面添加er，若有写操做的接口叫Writer，有字符串功能的接口叫Stringer等。接口名最好要能突出该接口的类型含义。
• 方法名：当方法名首字母是大写且这个接口类型名首字母也是大写时，这个方法能够被接口所在的包（package）以外的代码访问。
• 参数列表、返回值列表：参数列表和返回值列表中的参数变量名能够省略。

举个例子：

type writer interface{
    Write([]byte) error
}

当你看到这个接口类型的值时，你不知道它是什么，惟一知道的就是能够经过它的Write方法来作一些事情。

实现接口的条件

一个对象只要所有实现了接口中的方法，那么就实现了这个接口。换句话说，接口就是一个须要实现的方法列表。

咱们来定义一个Sayer接口：

// Sayer 接口
type Sayer interface {
    say()
}

定义dog和cat两个结构体：

type dog struct {}

type cat struct {}

由于Sayer接口里只有一个say方法，因此咱们只须要给dog和cat分别实现say方法就能够实现Sayer接口了。

// dog实现了Sayer接口
func (d dog) say() {
    fmt.Println("汪汪汪")
}

// cat实现了Sayer接口
func (c cat) say() {
    fmt.Println("喵喵喵")
}

接口的实现就是这么简单，只要实现了接口中的全部方法，就实现了这个接口。

接口类型变量

那实现了接口有什么用呢？

接口类型变量可以存储全部实现了该接口的实例。 例如上面的示例中，Sayer类型的变量可以存储dog和cat类型的变量。

func main() {
    var x Sayer // 声明一个Sayer类型的变量x
    a := cat{}  // 实例化一个cat
    b := dog{}  // 实例化一个dog
    x = a       // 能够把cat实例直接赋值给x
    x.say()     // 喵喵喵
    x = b       // 能够把dog实例直接赋值给x
    x.say()     // 汪汪汪
}

值接收者和指针接收者实现接口的区别

使用值接收者实现接口和使用指针接收者实现接口有什么区别呢？接下来咱们经过一个例子看一下其中的区别。

咱们有一个Mover接口和一个dog结构体。

type Mover interface {
    move()
}

type dog struct {}

值接收者实现接口

func (d dog) move() {
    fmt.Println("狗会动")
}

此时实现接口的是dog类型：

func main() {
    var x Mover
    var wangcai = dog{} // 旺财是dog类型
    x = wangcai         // x能够接收dog类型
    var fugui = &dog{}  // 富贵是*dog类型
    x = fugui           // x能够接收*dog类型
    x.move()
}

从上面的代码中咱们能够发现，使用值接收者实现接口以后，不论是dog结构体仍是结构体指针dog类型的变量均可以赋值给该接口变量。由于Go语言中有对指针类型变量求值的语法糖，dog指针fugui内部会自动求值fugui。

指针接收者实现接口

一样的代码咱们再来测试一下使用指针接收者有什么区别：

func (d *dog) move() {
    fmt.Println("狗会动")
}
func main() {
    var x Mover
    var wangcai = dog{} // 旺财是dog类型
    x = wangcai         // x不能够接收dog类型
    var fugui = &dog{}  // 富贵是*dog类型
    x = fugui           // x能够接收*dog类型
}

此时实现Mover接口的是*dog类型，因此不能给x传入dog类型的wangcai，此时x只能存储*dog类型的值。

面试题

请问下面的代码是否能经过编译？

type People interface {
    Speak(string) string
}

type Student struct{}

func (stu *Stduent) Speak(think string) (talk string) {
    if think == "sb" {
        talk = "你是个大帅比"
    } else {
        talk = "您好"
    }
    return
}

func main() {
    var peo People = Student{}
    think := "bitch"
    fmt.Println(peo.Speak(think))
}

类型与接口的关系

一个类型实现多个接口

一个类型能够同时实现多个接口，而接口间彼此独立，不知道对方的实现。 例如，狗能够叫，也能够动。咱们就分别定义Sayer接口和Mover接口，以下： Mover接口。

// Sayer 接口
type Sayer interface {
    say()
}

// Mover 接口
type Mover interface {
    move()
}

dog既能够实现Sayer接口，也能够实现Mover接口。

type dog struct {
    name string
}

// 实现Sayer接口
func (d dog) say() {
    fmt.Printf("%s会叫汪汪汪\n", d.name)
}

// 实现Mover接口
func (d dog) move() {
    fmt.Printf("%s会动\n", d.name)
}

func main() {
    var x Sayer
    var y Mover

    var a = dog{name: "旺财"}
    x = a
    y = a
    x.say()
    y.move()
}

多个类型实现同一接口

Go语言中不一样的类型还能够实现同一接口 首先咱们定义一个Mover接口，它要求必须由一个move方法。

// Mover 接口
type Mover interface {
    move()
}

例如狗能够动，汽车也能够动，可使用以下代码实现这个关系：

type dog struct {
    name string
}

type car struct {
    brand string
}

// dog类型实现Mover接口
func (d dog) move() {
    fmt.Printf("%s会跑\n", d.name)
}

// car类型实现Mover接口
func (c car) move() {
    fmt.Printf("%s速度70迈\n", c.brand)
}

这个时候咱们在代码中就能够把狗和汽车当成一个会动的物体来处理了，再也不须要关注它们具体是什么，只须要调用它们的move方法就能够了。

func main() {
    var x Mover
    var a = dog{name: "旺财"}
    var b = car{brand: "保时捷"}
    x = a
    x.move()
    x = b
    x.move()
}

上面的代码执行结果以下：

旺财会跑
保时捷速度70迈

而且一个接口的方法，不必定须要由一个类型彻底实现，接口的方法能够经过在类型中嵌入其余类型或者结构体来实现。

// WashingMachine 洗衣机
type WashingMachine interface {
    wash()
    dry()
}

// 甩干器
type dryer struct{}

// 实现WashingMachine接口的dry()方法
func (d dryer) dry() {
    fmt.Println("甩一甩")
}

// 海尔洗衣机
type haier struct {
    dryer //嵌入甩干器
}

// 实现WashingMachine接口的wash()方法
func (h haier) wash() {
    fmt.Println("洗刷刷")
}

接口嵌套

接口与接口间能够经过嵌套创造出新的接口。

// Sayer 接口
type Sayer interface {
    say()
}

// Mover 接口
type Mover interface {
    move()
}

// 接口嵌套
type animal interface {
    Sayer
    Mover
}

嵌套获得的接口的使用与普通接口同样，这里咱们让cat实现animal接口：

type cat struct {
    name string
}

func (c cat) say() {
    fmt.Println("喵喵喵")
}

func (c cat) move() {
    fmt.Println("猫会动")
}

func main() {
    var x animal
    x = cat{name: "花花"}
    x.move()
    x.say()
}

空接口

空接口的定义

空接口是指没有定义任何方法的接口。所以任何类型都实现了空接口。

空接口类型的变量能够存储任意类型的变量。

func main() {
    // 定义一个空接口x
    var x interface{}
    s := "Hello 沙河"
    x = s
    fmt.Printf("type:%T value:%v\n", x, x)
    i := 100
    x = i
    fmt.Printf("type:%T value:%v\n", x, x)
    b := true
    x = b
    fmt.Printf("type:%T value:%v\n", x, x)
}

空接口的应用

空接口做为函数的参数

使用空接口实现能够接收任意类型的函数参数。

// 空接口做为函数参数
func show(a interface{}) {
    fmt.Printf("type:%T value:%v\n", a, a)
}

空接口做为map的值

使用空接口实现能够保存任意值的字典。

// 空接口做为map值
    var studentInfo = make(map[string]interface{})
    studentInfo["name"] = "沙河娜扎"
    studentInfo["age"] = 18
    studentInfo["married"] = false
    fmt.Println(studentInfo)

类型断言

空接口能够存储任意类型的值，那咱们如何获取其存储的具体数据呢？

接口值

一个接口的值（简称接口值）是由一个具体类型和具体类型的值两部分组成的。这两部分分别称为接口的动态类型和动态值。

咱们来看一个具体的例子：

var w io.Writer
w = os.Stdout
w = new(bytes.Buffer)
w = nil

想要判断空接口中的值这个时候就可使用类型断言，其语法格式：

x.(T)

其中：

• x：表示类型为interface{}的变量
• T：表示断言x多是的类型。

该语法返回两个参数，第一个参数是x转化为T类型后的变量，第二个值是一个布尔值，若为true则表示断言成功，为false则表示断言失败。

举个例子：

func main() {
    var x interface{}
    x = "Hello 沙河"
    v, ok := x.(string)
    if ok {
        fmt.Println(v)
    } else {
        fmt.Println("类型断言失败")
    }
}

上面的示例中若是要断言屡次就须要写多个if判断，这个时候咱们可使用switch语句来实现：

func justifyType(x interface{}) {
    switch v := x.(type) {
    case string:
        fmt.Printf("x is a string，value is %v\n", v)
    case int:
        fmt.Printf("x is a int is %v\n", v)
    case bool:
        fmt.Printf("x is a bool is %v\n", v)
    default:
        fmt.Println("unsupport type！")
    }
}

由于空接口能够存储任意类型值的特色，因此空接口在Go语言中的使用十分普遍。

关于接口须要注意的是，只有当有两个或两个以上的具体类型必须以相同的方式进行处理时才须要定义接口。不要为了接口而写接口，那样只会增长没必要要的抽象，致使没必要要的运行时损耗。