GoLang接口---中

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引言

GoLang接口—上

上一篇文章中，我们对接口的基本使用和底层实现做了简单的了解，本文对接口的一些使用技巧做相关陈述。

接口的类型断言

一个接口类型的变量 varI 中可以包含任何类型的值，必须有一种方式来检测它的 动态 类型，即运行时在变量中存储的值的实际类型。

  1. func main() {
  2. 	var shaper Shaper
  4. 	if rand.Intn(10) > 5 {
  5. 		shaper = Circle{radius: 12.1}
  6. 	} else {
  8. 		shaper = Square{side: 12.1}
  9. 	}
  11. 	println(shaper)
  13. }

显然，上面这段程序，只有在运行时才能确定shaper接口中存储的值的类型

那么，有没有什么方法可以来判断当前shaper接口中存储的值的类型到底是什么呢？

通常我们可以使用 类型断言 来测试在某个时刻 varI 是否包含类型 T 的值：

  1. v := varI.(T)       // unchecked type assertion

varI 必须是一个接口变量，否则编译器会报错：

  1. invalid type assertion: varI.(T) (non-interface type (type of varI) on left) 。

类型断言可能是无效的，虽然编译器会尽力检查转换是否有效，但是它不可能预见所有的可能性。如果转换在程序运行时失败会导致错误发生。更安全的方式是使用以下形式来进行类型断言：

  1. if v, ok := varI.(T); ok {  // checked type assertion
  2.     Process(v)
  3.     return
  4. }
  5. // varI is not of type T

如果转换合法，v 是 varI 转换到类型 T 的值，ok 会是 true；否则 v 是类型 T 的零值，ok 是 false，也没有运行时错误发生。

这里 接口变量.(接口实现类的类型) 的操作可以理解为将父类类型强制转换为子类类型后返回，但是转换的前提是，实现类必须实现了当前接口的所有方法才行，否则go编译会报错

实例演示

  1. package main
  3. import (
  4. 	"fmt"
  5. )
  7. type Square struct {
  8. 	side float32
  9. }
  11. func (sq Square) Area() float32 {
  12. 	return sq.side * sq.side
  13. }
  15. type Shaper interface {
  16. 	Area() float32
  17. }
  19. func main() {
  20. 	var shaper Shaper
  21.     //调用方法为结构体---此时接口中保存的值类型为结构体
  22. 	shaper = Square{side: 250}
  23. 	
  24. 	testValueType(shaper)
  25. 	testPointerType(shaper)
  26.     //调用方为指针--此时接口中保存的值类型为指针
  27. 	shaper = &Square{side: 520}
  29. 	testValueType(shaper)
  30. 	testPointerType(shaper)
  31. }
  33. func testValueType(shaper Shaper) {
  34. 	println("Test ValueType...")
  35. 	//判断接口中保存的值类型是否为结构体
  36. 	if square, ok := shaper.(Square); ok {
  37. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
  38. 	} else {
  39. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
  40. 	}
  42. 	fmt.Println("-----------------------------------------------")
  43. }
  45. func testPointerType(shaper Shaper) {
  46. 	println("Test PointerType...")
  47. 	//判断接口中保存的值类型是否为指针
  48. 	if square, ok := shaper.(*Square); ok {
  49. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
  50. 	} else {
  51. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
  52. 	}
  54. 	fmt.Println("-----------------------------------------------")
  55. }

打印输出结果的具体原因，可以参考下面这幅图思考:

因为对于接口而言，当方法接受者为指针时，只有指针才能调用该方法，因此如果将上面的例子改一下:

  1. package main
  3. import (
  4. 	"fmt"
  5. )
  7. type Square struct {
  8. 	side float32
  9. }
  11. //方法接受者为指针,只有指针实现才能调用该方法
  12. func (sq *Square) Area() float32 {
  13. 	return sq.side * sq.side
  14. }
  16. type Shaper interface {
  17. 	Area() float32
  18. }
  20. func main() {
  21. 	var shaper Shaper
  22.    
  23. 	//这里就无法结构体实现的Square就没有实现Shaper接口了
  24. 	//shaper = Square{side: 250}
  25. 	//
  26. 	//testValueType(shaper)
  27. 	//testPointerType(shaper)
  29. 	shaper = &Square{side: 520}
  31. 	//testValueType(shaper)
  32. 	testPointerType(shaper)
  33. }
  35. //func testValueType(shaper Shaper) {
  36. //	println("Test ValueType...")
  37. //这里Square结构体并没有实现Shaper接口，因此不能直接这样进行强制类型转换
  38. //	if square, ok := shaper.(Square); ok {
  39. //		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
  40. //	} else {
  41. //		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
  42. //	}
  43. //
  44. //	fmt.Println("-----------------------------------------------")
  45. //}
  47. func testPointerType(shaper Shaper) {
  48. 	println("Test PointerType...")
  49. 	if square, ok := shaper.(*Square); ok {
  50. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
  51. 	} else {
  52. 		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
  53. 	}
  55. 	fmt.Println("-----------------------------------------------")
  56. }

类型判断：type-switch

接口变量的类型也可以使用一种特殊形式的 switch 来检测：type-switch

  1. switch t := areaIntf.(type) {
  2. case *Square:
  3.     fmt.Printf("Type Square %T with value %v\n", t, t)
  4. case *Circle:
  5.     fmt.Printf("Type Circle %T with value %v\n", t, t)
  6. case nil:
  7.     fmt.Printf("nil value: nothing to check?\n")
  8. default:
  9.     fmt.Printf("Unexpected type %T\n", t)
  10. }

变量 t 得到了 areaIntf 的值和类型， 所有 case 语句中列举的类型（nil 除外）都必须实现对应的接口（在上例中即 Shaper），如果被检测类型没有在 case 语句列举的类型中，就会执行 default 语句。

可以用 type-switch 进行运行时类型分析，但是在 type-switch 不允许有 fallthrough 。

如果仅仅是测试变量的类型，不用它的值，那么就可以不需要赋值语句，比如：

  1. switch areaIntf.(type) {
  2. case *Square:
  3.     // TODO
  4. case *Circle:
  5.     // TODO
  6. ...
  7. default:
  8.     // TODO
  9. }

nil 和 non-nil

我们可以通过一个例子理解『Go 语言的接口类型不是任意类型』这一句话，下面的代码在 main 函数中初始化了一个 *TestStruct 结构体指针，由于指针的零值是 nil，所以变量 s 在初始化之后也是 nil：

  1. package main
  3. type TestStruct struct{}
  5. func NilOrNot(v interface{}) bool {
  6.     return v == nil
  7. }
  9. func main() {
  10.     var s *TestStruct
  11.     fmt.Println(s == nil)      // #=> true
  12.     fmt.Println(NilOrNot(s))   // #=> false
  13. }
  15. $ go run main.go
  16. true
  17. false

我们简单总结一下上述代码执行的结果：

  1. 将上述变量与 nil 比较会返回 true；
  2. 将上述变量传入 NilOrNot 方法并与 nil 比较会返回 false；

出现上述现象的原因是调用 NilOrNot 函数时发生了隐式的类型转换，除了向方法传入参数之外，变量的赋值也会触发隐式类型转换。在类型转换时，*TestStruct 类型会转换成 interface{} 类型，转换后的变量不仅包含转换前的变量，还包含变量的类型信息 TestStruct，所以转换后的变量与 nil 不相等。

空接口

空接口或者最小接口 不包含任何方法，它对实现不做任何要求：

  1. type Any interface {}

任何其他类型都实现了空接口（它不仅仅像 Java/C# 中 Object 引用类型），any 或 Any 是空接口一个很好的别名或缩写。

空接口类似 Java/C# 中所有类的基类： Object 类，二者的目标也很相近。

可以给一个空接口类型的变量 var val interface {} 赋任何类型的值。

示例:

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. var i = 5
  7. var str = "ABC"
  9. type Person struct {
  10.     name string
  11.     age  int
  12. }
  14. type Any interface{}
  16. func main() {
  17.     var val Any
  18.     val = 5
  19.     fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
  20.     val = str
  21.     fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
  22.     pers1 := new(Person)
  23.     pers1.name = "Rob Pike"
  24.     pers1.age = 55
  25.     val = pers1
  26.     fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
  27.     switch t := val.(type) {
  28.     case int:
  29.         fmt.Printf("Type int %T\n", t)
  30.     case string:
  31.         fmt.Printf("Type string %T\n", t)
  32.     case bool:
  33.         fmt.Printf("Type boolean %T\n", t)
  34.     case *Person:
  35.         fmt.Printf("Type pointer to Person %T\n", t)
  36.     default:
  37.         fmt.Printf("Unexpected type %T", t)
  38.     }
  39. }

输出：

  1. val has the value: 5
  2. val has the value: ABC
  3. val has the value: &{Rob Pike 55}
  4. Type pointer to Person *main.Person

在上面的例子中，接口变量 val 被依次赋予一个 int，string 和 Person 实例的值，然后使用 type-switch 来测试它的实际类型。每个 interface {} 变量在内存中占据两个字长：一个用来存储它包含的类型，另一个用来存储它包含的数据或者指向数据的指针。

构建通用类型或包含不同类型变量的数组

通过使用空接口。让我们给空接口定一个别名类型 Element：type Element interface{}

然后定义一个容器类型的结构体 Vector，它包含一个 Element 类型元素的切片：

  1. type Vector struct {
  2.     a []Element
  3. }

Vector 里能放任何类型的变量，因为任何类型都实现了空接口，实际上 Vector 里放的每个元素可以是不同类型的变量。我们为它定义一个 At() 方法用于返回第 i 个元素：

  1. func (p *Vector) At(i int) Element {
  2.     return p.a[i]
  3. }

再定一个 Set() 方法用于设置第 i 个元素的值：

  1. func (p *Vector) Set(i int, e Element) {
  2.     p.a[i] = e
  3. }

Vector 中存储的所有元素都是 Element 类型，要得到它们的原始类型（unboxing：拆箱）需要用到类型断言。

TODO：The compiler rejects assertions guaranteed to fail，类型断言总是在运行时才执行，因此它会产生运行时错误。

复制数据切片至空接口切片

假设你有一个 myType 类型的数据切片，你想将切片中的数据复制到一个空接口切片中，类似：

  1. var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
  2. var interfaceSlice []interface{} = dataSlice

可惜不能这么做，编译时会出错：cannot use dataSlice (type []myType) as type []interface { } in assignment。

原因是它们俩在内存中的布局是不一样的。

必须使用 for-range 语句来一个一个显式地赋值：

  1. var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
  2. var interfaceSlice []interface{} = make([]interface{}, len(dataSlice))
  3. for i, d := range dataSlice {
  4.     interfaceSlice[i] = d
  5. }

通用类型的节点数据结构

诸如列表和树这样的数据结构，在它们的定义中使用了一种叫节点的递归结构体类型，节点包含一个某种类型的数据字段。现在可以使用空接口作为数据字段的类型，这样我们就能写出通用的代码。下面是实现一个二叉树的部分代码：通用定义、用于创建空节点的 NewNode 方法，及设置数据的 SetData 方法。

  1. package main
  2. import "fmt"
  3. type Node struct {
  4.     le   *Node
  5.     data interface{}
  6.     ri   *Node
  7. }
  8. func NewNode(left, right *Node) *Node {
  9.     return &Node{left, nil, right}
  10. }
  11. func (n *Node) SetData(data interface{}) {
  12.     n.data = data
  13. }
  14. func main() {
  15.     root := NewNode(nil, nil)
  16.     root.SetData("root node")
  17.     // make child (leaf) nodes:
  18.     a := NewNode(nil, nil)
  19.     a.SetData("left node")
  20.     b := NewNode(nil, nil)
  21.     b.SetData("right node")
  22.     root.le = a
  23.     root.ri = b
  24.     fmt.Printf("%v\n", root) // Output: &{0x125275f0 root node 0x125275e0}
  25. }

接口到接口

一个接口的值可以赋值给另一个接口变量，只要底层类型实现了必要的方法。这个转换是在运行时进行检查的，转换失败会导致一个运行时错误：这是 Go 语言动态的一面，可以拿它和 Ruby 和 Python 这些动态语言相比较。

假定：

  1. var ai AbsInterface // declares method Abs()
  2. type SqrInterface interface {
  3.     Sqr() float
  4. }
  5. var si SqrInterface
  6. pp := new(Point) // say *Point implements Abs, Sqr
  7. var empty interface{}

那么下面的语句和类型断言是合法的：

  1. empty = pp                // everything satisfies empty
  2. ai = empty.(AbsInterface) // underlying value pp implements Abs()
  3. // (runtime failure otherwise)
  4. si = ai.(SqrInterface) // *Point has Sqr() even though AbsInterface doesn’t
  5. empty = si             // *Point implements empty set
  6. // Note: statically checkable so type assertion not necessary.

下面是函数调用的一个例子：

  1. type myPrintInterface interface {
  2.     print()
  3. }
  4. func f3(x myInterface) {
  5.     x.(myPrintInterface).print() // type assertion to myPrintInterface
  6. }

x 转换为 myPrintInterface 类型是完全动态的：只要 x 的底层类型（动态类型）定义了 print 方法这个调用就可以正常运行

参考

  • Go入门指南
  • Go语言设计与实现

版权说明 : 本文为转载文章, 版权归原作者所有 版权申明

原文链接 : https://cjdhy.blog.csdn.net/article/details/126344048

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