Go接口详谈

导读	接口类型的变量可以保存实现接口的类型的值。该类型的值成为接口的动态值，并且该类型成为接口的动态类型。

在Go中使用interface关键字声明一个接口：

type Shaper interface { 
 Area() float64 
 Perimeter() float64 
} 

如果我们直接使用fmt库进行输出，会得到什么结果呢?

func main() { 
 var s Shaper 
 fmt.Println("value of s is ", s) 
 fmt.Printf("type of s is %T/n", s) 
} 

输出：

value of s is   
type of s is  

在这里，引出接口的概念。接口有两种类型。接口的静态类型是接口本身，例如上述程序中的Shape。接口没有静态值，而是指向动态值。

接口类型的变量可以保存实现接口的类型的值。该类型的值成为接口的动态值，并且该类型成为接口的动态类型。

从上面的示例开始，我们可以看到零值和接口的类型为nil。这是因为，此刻，我们已声明类型Shaper的变量s，但未分配任何值。当我们使用带有接口参数的fmt包中的Println函数时，它指向接口的动态值，Printf功能中的%T语法是指动态类型的接口。实际上，接口静态类型是Shaper。

当我们使用一个类型去实现该接口后，会是什么效果。

type Rect struct { 
 width  float64 
 height float64 
} 
 
func (r Rect) Area() float64 { 
 return r.width * r.height 
} 
 
func (r Rect) Perimeter() float64 { 
 return 2 * (r.width + r.height) 
} 
 
// main 
func main() { 
 var s Shaper 
 fmt.Println("value of s is ", s) 
 fmt.Printf("type of s is %T/n", s) 
 s = Rect{5.0, 4.0} 
 r := Rect{5.0, 4.0} 
 fmt.Printf("type of s is %T/n", s) 
 fmt.Printf("value of s is %v/n", s) 
 fmt.Printf("area of rect is %v/n", s.Area()) 
 fmt.Println("s == r is", s == r) 
} 

输出：

value of s is   
type of s is  
type of s is main.Rect 
value of s is {5 4} 
area of rect is 20 
s == r is tru 

可以看到此时s变成了动态类型，存储的是main.Rect，值变成了{5,4}。

有时，动态类型的接口也称为具体类型，因为当我们访问接口类型时，它会返回其底层动态值的类型，并且其静态类型保持隐藏。

我们可以在s上调用Area方法，因为接口Shaper定义了Area方法，而s的具体类型是Rect，它实现了Area方法。该方法将在接口保存的动态值上被调用。

此外，我们可以看到我们可以使用s与r进行比较，因为这两个变量都保存相同的动态类型(Rect类型的结构)和动态值{5 4}。

我们接着使用圆来实现该接口：

type Circle struct { 
 radius float64 
} 
 
func (c Circle) Area() float64 { 
 return 3.14 * c.radius * c.radius 
} 
 
func (c Circle) Perimeter() float64 { 
 return 2 * 3.14 * c.radius 
} 
// main 
s = Circle{10} 
fmt.Printf("type of s is %T/n", s) 
fmt.Printf("value of s is %v/n", s) 
fmt.Printf("area of rect is %v/n", s.Area()) 

此时输出：

type of s is main.Circle 
value of s is {10} 
area of rect is 314 

这里进一步理解了接口保存的动态类型。从切片角度出发，可以说，接口也以类似的方式工作，即动态保存对底层类型的引用。

当我们删除掉Perimeter的实现，可以看到如下报错结果。

./rect.go:34:4: cannot use Rect{...} (type Rect) as type Shaper in assignment: 
Rect does not implement Shaper (missing Perimeter method) 

从上面的错误应该是显而易见的，为了成功实现接口，需要实现与完全签名的接口声明的所有方法。

当一个接口没有任何方法时，它被称为空接口。这由接口{}表示。因为空接口没有方法，所以所有类型都隐式地实现了这个接口。

空接口的作用之一在于：函数可以接收多个不同类型参数。

例如：fmt的Println函数。

func Println(a ...interface{}) (n int, err error) 
Println是一个可变函数，它接受interface{}类型的参数。

例如：

type MyString string 
 
func explain(i interface{}) { 
 fmt.Printf("type: %T, value: %v/n", i, i) 
} 
// main 
s := MyString("hello") 
explain(s) 
r := Rect{1, 2} 
explain(r) 

输出：

type: inter.MyString, value: hello 
type: inter.Rect, value: {1 2} 

可以看到空接口的类型与值是动态的。

在下面的程序中，我们用Area方法创建了Shape接口，用Volume方法创建了Object接口。因为结构类型Cube实现了这两个方法，所以它实现了这两个接口。因此，我们可以将结构类型Cube的值赋给类型为Shape或Object的变量。

type IShape interface { 
 Area() float64 
} 
 
type Object interface { 
 Volume() float64 
} 
 
type Cube struct { 
 side float64 
} 
 
func (c Cube) Area() float64 { 
 return 6 * c.side * c.side 
} 
 
func (c Cube) Volume() float64 { 
 return c.side * c.side * c.side 
} 
// main 
c := Cube{3} 
var s IShape = c 
var o Object = c 
fmt.Println("area is", s.Area()) 
fmt.Println("Volume is", o.Volume()) 

这种调用是没有问题的，调用各自动态类型的方法。

那如果是这样呢?

fmt.Println("area of s of interface type IShape is", s.Volume()) 
fmt.Println("volume of o of interface type Object is", o.Area()) 

输出：

s.Volume undefined (type Shape has no field or method Volume) 
o.Area undefined (type Object has no field or method Area) 

这个程序无法编译，因为s的静态类型是IShape，而o的静态类型是Object。因为IShape没有定义Volume方法，Object也没有定义Area方法，所以我们得到了上面的错误。

要使其工作，我们需要以某种方式提取这些接口的动态值，这是一个立方体类型的结构体，立方体实现了这些方法。这可以使用类型断言来完成。

我们可以通过i.(Type)确定接口i的底层动态值，Go将检查i的动态类型是否与type相同，并返回可能的动态值。

var s1 IShape = Cube{3} 
c1 := s1.(Cube) 
fmt.Println("area of s of interface type IShape is", c1.Volume()) 
fmt.Println("volume of o of interface type Object is", c1.Area()) 

这样便可以正常工作了。

如果IShape没有存储Cube类型，且Cube没有实现IShape，那么报错：

impossible type assertion: 
Cube does not implement IShape (missing Area method) 

如果IShape没有存储Cube类型，且Cube实现Shape，那么报错：

panic: interface conversion: inter.IShape is nil, not inter.Cub 

幸运的是，语法中还有另一个返回值：

value, ok := i.(Type) 

在上面的语法中，如果i有具体的type类型或type的动态值，我们可以使用ok变量来检查。如果不是，那么ok将为假，value将为Type的零值(nil)。

此外，使用类型断言可以检查该接口的动态类型是否实现了其他接口，就像前面的IShape的动态类型是Cube，它实现了IShape、Object接口，如下例子：

vaule1, ok1 := s1.(Object) 
value2, ok2 := s1.(Skin) 
fmt.Printf("IShape s的动态类型值是: %v, 该动态类型是否实现了Object接口: %v/n", vaule1, ok1) 
fmt.Printf("IShape s的动态类型值是: %v, 该动态类型是否实现了Skin接口: %v/n", value2, ok2) 

输出：

IShape s的动态类型值是: {3}, 该动态类型是否实现了Object接口: true 
IShape s的动态类型值是: , 该动态类型是否实现了Skin接口: false 

类型断言不仅用于检查接口是否具有某个给定类型的具体值，而且还用于将接口类型的给定变量转换为不同的接口类型。

在前面的空接口中，我们知道将一个空接口作为函数参数，那么该函数可以接受任意类型，那如果我有一个需求是：当传递的数据类型是字符串时，要求全部变为大写，其他类型不进行操作?

针对这样的需求，我们可以采用Type Switch，即：i.(type)+switch。

func switchProcess(i interface{}) { 
 switch i.(type) { 
 case string: 
  fmt.Println("process string") 
 case int: 
  fmt.Println("process int") 
 default: 
  fmt.Printf("type is %T/n", i) 
 } 
} 

输出：

process int 
process string 

在Go中，一个接口不能实现或扩展其他接口，但我们可以通过合并两个或多个接口来创建一个新的接口。

例如：

这里使用Runner与Eater两个接口，组合成了一个新接口RunEater，该接口为Embedding interfaces。

type Runner interface { 
 run() string 
} 
type Eater interface { 
 eat() string 
} 
 
type RunEater interface { 
 Runner 
 Eater 
} 
 
type Dog struct { 
 age int 
} 
 
func (d Dog) run() string { 
 return "run" 
} 
 
func (d Dog) eat() string { 
 return "eat" 
} 
 
// main 
d := Dog{10} 
var re RunEater = d 
var r Runner = d 
var e Eater = d 
fmt.Printf("RunnEater dynamic type: %T, value: %v/n", re, re) 
fmt.Printf("Runn dynamic type: %T, value: %v/n", r, r) 
fmt.Printf("Eater dynamic type: %T, value: %v/n", e, e) 

输出：

RunnEater dynamic type: inter.Dog, value: {10} 
Runn dynamic type: inter.Dog, value: {10} 
Eater dynamic type: inter.Dog, value: {10} 

如果基础动态值为nil，则两个接口总是相等的，这意味着两个nil接口总是相等的，因此== operation返回true。

var a, b interface{} 
fmt.Println( a == b ) // true 

如果这些接口不是nil，那么它们的动态类型(具体值的类型)应该相同，具体值应该相等。

如果接口的动态类型不具有可比性，例如slice、map、function，或者接口的具体值是包含这些不可比较性值的复杂数据结构，如切片或数组，则==或!=操作将导致运行时panic。