什么是接口?
在面向对象的领域里,接口一般这样定义:接口定义一个对象的行为。接口只指定了对象应该做什么,至于如何实现这个行为(即实现细节),则由对象本身去确定。
在 Go 语言中,接口就是方法签名(Method Signature)的集合。当一个类型定义了接口中的所有方法,我们称它实现了该接口。这与面向对象编程(OOP)的说法很类似。接口指定了一个类型应该具有的方法,并由该类型决定如何实现这些方法。
例如,WashingMachine
是一个含有 Cleaning()
和 Drying()
两个方法的接口。任何定义了 Cleaning()
和 Drying()
的类型,都称它实现了 WashingMachine
接口。
接口的声明与实现
让我们编写代码,创建一个接口并且实现它。
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在上面程序的第 8 行,创建了一个名为 VowelsFinder
的接口,该接口有一个 FindVowels() []rune
的方法。
在接下来的一行,我们创建了一个 MyString
类型。
在第 15 行,我们给接受者类型(Receiver Type) MyString
添加了方法 FindVowels() []rune
。现在,我们称 MyString
实现了 VowelsFinder
接口。这就和其他语言(如 Java)很不同,其他一些语言要求一个类使用 implement
关键字,来显式地声明该类实现了接口。而在 Go 中,并不需要这样。如果一个类型包含了接口中声明的所有方法,那么它就隐式地实现了 Go 接口。
在第 28 行,v
的类型为 VowelsFinder
,name
的类型为 MyString
,我们把 name
赋值给了 v
。由于 MyString
实现了 VowelFinder
,因此这是合法的。在下一行,v.FindVowels()
调用了 MyString
类型的 FindVowels
方法,打印字符串 Sam Anderson
里所有的元音。该程序输出 Vowels are [a e o]
。
祝贺!你已经创建并实现了你的第一个接口。
接口的实际用途
前面的例子教我们创建并实现了接口,但还没有告诉我们接口的实际用途。在上面的程序里,如果我们使用 name.FindVowels()
,而不是 v.FindVowels()
,程序依然能够照常运行,但接口并没有体现出实际价值。
因此,我们现在讨论一下接口的实际应用场景。
我们编写一个简单程序,根据公司员工的个人薪资,计算公司的总支出。为了简单起见,我们假定支出的单位都是美元。
package main import ( "fmt" ) type SalaryCalculator interface { CalculateSalary() int } type Permanent struct { empId int basicpay int pf int } type Contract struct { empId int basicpay int } //salary of permanent employee is sum of basic pay and pf func (p Permanent) CalculateSalary() int { return p.basicpay + p.pf } //salary of contract employee is the basic pay alone func (c Contract) CalculateSalary() int { return c.basicpay } /* total expense is calculated by iterating though the SalaryCalculator slice and summing the salaries of the individual employees */ func totalExpense(s []SalaryCalculator) { expense := 0 for _, v := range s { expense = expense + v.CalculateSalary() } fmt.Printf("Total Expense Per Month $%d", expense) } func main() { pemp1 := Permanent{1, 5000, 20} pemp2 := Permanent{2, 6000, 30} cemp1 := Contract{3, 3000} employees := []SalaryCalculator{pemp1, pemp2, cemp1} totalExpense(employees) }
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上面程序的第 7 行声明了一个 SalaryCalculator
接口类型,它只有一个方法 CalculateSalary() int
。
在公司里,我们有两类员工,即第 11 行和第 17 行定义的结构体:Permanent
和 Contract
。长期员工(Permanent
)的薪资是 basicpay
与 pf
相加之和,而合同员工(Contract
)只有基本工资 basicpay
。在第 23 行和第 28 行中,方法 CalculateSalary
分别实现了以上关系。由于 Permanent
和 Contract
都声明了该方法,因此它们都实现了 SalaryCalculator
接口。
第 36 行声明的 totalExpense
方法体现出了接口的妙用。该方法接收一个 SalaryCalculator
接口的切片([]SalaryCalculator
)作为参数。在第 49 行,我们向 totalExpense
方法传递了一个包含 Permanent
和 Contact
类型的切片。在第 39 行中,通过调用不同类型对应的 CalculateSalary
方法,totalExpense
可以计算得到支出。
这样做最大的优点是:totalExpense
可以扩展新的员工类型,而不需要修改任何代码。假如公司增加了一种新的员工类型 Freelancer
,它有着不同的薪资结构。Freelancer
只需传递到 totalExpense
的切片参数中,无需 totalExpense
方法本身进行修改。只要 Freelancer
也实现了 SalaryCalculator
接口,totalExpense
就能够实现其功能。
该程序输出 Total Expense Per Month $14050
。
接口的内部表示
我们可以把接口看作内部的一个元组 (type, value)
。 type
是接口底层的具体类型(Concrete Type),而 value
是具体类型的值。
我们编写一个程序来更好地理解它。
package main import ("fmt") type Test interface { Tester() } type MyFloat float64 func (m MyFloat) Tester() { fmt.Println(m) } func describe(t Test) { fmt.Printf("Interface type %T value %v ", t, t) } func main() { var t Test f := MyFloat(89.7) t = f describe(t) t.Tester() }
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Test
接口只有一个方法 Tester()
,而 MyFloat
类型实现了该接口。在第 24 行,我们把变量 f
(MyFloat
类型)赋值给了 t
(Test
类型)。现在 t
的具体类型为 MyFloat
,而 t
的值为 89.7
。第 17 行的 describe
函数打印出了接口的具体类型和值。该程序输出:
Interface type main.MyFloat value 89.7 89.7
空接口
没有包含方法的接口称为空接口。空接口表示为 interface{}
。由于空接口没有方法,因此所有类型都实现了空接口。
package main import ( "fmt")func describe(i interface{}) { fmt.Printf("Type = %T, value = %v ", i, i) }func main() { s := "Hello World" describe(s) i := 55 describe(i) strt := struct { name string }{ name: "Naveen R", } describe(strt) }
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在上面的程序的第 7 行,describe(i interface{})
函数接收空接口作为参数,因此,可以给这个函数传递任何类型。
在第 13 行、第 15 行和第 21 行,我们分别给 describe
函数传递了 string
、int
和 struct
。该程序打印:
Type = string, value = Hello World Type = int, value = 55 Type = struct { name string }, value = {Naveen R}
类型断言
类型断言用于提取接口的底层值(Underlying Value)。
在语法 i.(T)
中,接口 i
的具体类型是 T
,该语法用于获得接口的底层值。
一段代码胜过千言。下面编写个关于类型断言的程序。
package main import ("fmt") func assert(i interface{}) { s := i.(int) //get the underlying int value from i fmt.Println(s) } func main() { var s interface{} = 56 assert(s) }
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在第 12 行,s
的具体类型是 int
。在第 8 行,我们使用了语法 i.(int)
来提取 i
的底层 int 值。该程序会打印 56
。
在上面程序中,如果具体类型不是 int,会发生什么呢?接下来看看。
package main import ("fmt") func assert(i interface{}) { s := i.(int) fmt.Println(s) } func main() { var s interface{} = "Steven Paul" assert(s) }
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在上面程序中,我们把具体类型为 string
的 s
传递给了 assert
函数,试图从它提取出 int 值。该程序会报错:panic: interface conversion: interface {} is string, not int.
。
要解决该问题,我们可以使用以下语法:
v, ok := i.(T)
如果 i
的具体类型是 T
,那么 v
赋值为 i
的底层值,而 ok
赋值为 true
。
如果 i
的具体类型不是 T
,那么 ok
赋值为 false
,v
赋值为 T
类型的零值,此时程序不会报错。
package main
import (
"fmt"
)
func assert(i interface{}) {
v, ok := i.(int)
fmt.Println(v, ok)
}
func main() {
var s interface{} = 56
assert(s)
var i interface{} = "Steven Paul"
assert(i)
}
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当给 assert
函数传递 Steven Paul
时,由于 i
的具体类型不是 int
,ok
赋值为 false
,而 v
赋值为 0(int 的零值)。该程序打印:
56 true 0 false
类型选择(Type Switch)
类型选择用于将接口的具体类型与很多 case 语句所指定的类型进行比较。它与一般的 switch 语句类似。唯一的区别在于类型选择指定的是类型,而一般的 switch 指定的是值。
类型选择的语法类似于类型断言。类型断言的语法是 i.(T)
,而对于类型选择,类型 T
由关键字 type
代替。下面看看程序是如何工作的。
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在上述程序的第 8 行,switch i.(type)
表示一个类型选择。每个 case 语句都把 i
的具体类型和一个指定类型进行了比较。如果 case 匹配成功,会打印出相应的语句。该程序输出:
I am a string and my value is Naveen I am an int and my value is 77 Unknown type
第 20 行中的 89.98
的类型是 float64
,没有在 case 上匹配成功,因此最后一行打印了 Unknown type
。
还可以将一个类型和接口相比较。如果一个类型实现了接口,那么该类型与其实现的接口就可以互相比较。
为了阐明这一点,下面写一个程序。
package main import "fmt" type Describer interface { Describe() } type Person struct { name string age int } func (p Person) Describe() { fmt.Printf("%s is %d years old", p.name, p.age) } func findType(i interface{}) { switch v := i.(type) { case Describer: v.Describe() default: fmt.Printf("unknown type ") } } func main() { findType("Naveen") p := Person{ name: "Naveen R", age: 25, } findType(p) }
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在上面程序中,结构体 Person
实现了 Describer
接口。在第 19 行的 case 语句中,v
与接口类型 Describer
进行了比较。p
实现了 Describer
,因此满足了该 case 语句,于是当程序运行到第 32 行的 findType(p)
时,程序调用了 Describe()
方法。
该程序输出:
unknown type Naveen R is 25 years old
作者:Nick Coghlan
译者:Noluye
校对:polaris1119
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