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。

func main() {
	var shaper Shaper

	if rand.Intn(10) > 5 {
		shaper = Circle{radius: 12.1}
	} else {

		shaper = Square{side: 12.1}
	}

	println(shaper)

}

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：

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

varI 必须是一个接口变量，否则编译器会报错：

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：

if v, ok := varI.(T); ok {  // checked type assertion
    Process(v)
    return
}
// 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

package main

import (
	"fmt"
)

type Square struct {
	side float32
}

func (sq Square) Area() float32 {
	return sq.side * sq.side
}

type Shaper interface {
	Area() float32
}

func main() {
	var shaper Shaper
    //调用方法为结构体---此时接口中保存的值类型为结构体
	shaper = Square{side: 250}
	
	testValueType(shaper)
	testPointerType(shaper)
    //调用方为指针--此时接口中保存的值类型为指针
	shaper = &Square{side: 520}

	testValueType(shaper)
	testPointerType(shaper)
}

func testValueType(shaper Shaper) {
	println("Test ValueType...")
	//判断接口中保存的值类型是否为结构体
	if square, ok := shaper.(Square); ok {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
	} else {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
	}

	fmt.Println("-----------------------------------------------")
}

func testPointerType(shaper Shaper) {
	println("Test PointerType...")
	//判断接口中保存的值类型是否为指针
	if square, ok := shaper.(*Square); ok {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
	} else {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
	}

	fmt.Println("-----------------------------------------------")
}

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:

package main

import (
	"fmt"
)

type Square struct {
	side float32
}

//方法接受者为指针,只有指针实现才能调用该方法
func (sq *Square) Area() float32 {
	return sq.side * sq.side
}

type Shaper interface {
	Area() float32
}

func main() {
	var shaper Shaper
   
	//这里就无法结构体实现的Square就没有实现Shaper接口了
	//shaper = Square{side: 250}
	//
	//testValueType(shaper)
	//testPointerType(shaper)

	shaper = &Square{side: 520}

	//testValueType(shaper)
	testPointerType(shaper)
}

//func testValueType(shaper Shaper) {
//	println("Test ValueType...")
//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
//	if square, ok := shaper.(Square); ok {
//		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
//	} else {
//		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
//	}
//
//	fmt.Println("-----------------------------------------------")
//}

func testPointerType(shaper Shaper) {
	println("Test PointerType...")
	if square, ok := shaper.(*Square); ok {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型为Square, ", square)
	} else {
		fmt.Println("当前Shaper接口中保存的值类型不是Square")
	}

	fmt.Println("-----------------------------------------------")
}

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

switch t := areaIntf.(type) {
case *Square:
    fmt.Printf("Type Square %T with value %v\n", t, t)
case *Circle:
    fmt.Printf("Type Circle %T with value %v\n", t, t)
case nil:
    fmt.Printf("nil value: nothing to check?\n")
default:
    fmt.Printf("Unexpected type %T\n", t)
}

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：

switch areaIntf.(type) {
case *Square:
    // TODO
case *Circle:
    // TODO
...
default:
    // TODO
}

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：

package main

type TestStruct struct{}

func NilOrNot(v interface{}) bool {
    return v == nil
}

func main() {
    var s *TestStruct
    fmt.Println(s == nil)      // #=> true
    fmt.Println(NilOrNot(s))   // #=> false
}

$ go run main.go
true
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：

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:

package main

import "fmt"

var i = 5

var str = "ABC"

type Person struct {
    name string
    age  int
}

type Any interface{}

func main() {
    var val Any
    val = 5
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    val = str
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    pers1 := new(Person)
    pers1.name = "Rob Pike"
    pers1.age = 55
    val = pers1
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    switch t := val.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Type int %T\n", t)
    case string:
        fmt.Printf("Type string %T\n", t)
    case bool:
        fmt.Printf("Type boolean %T\n", t)
    case *Person:
        fmt.Printf("Type pointer to Person %T\n", t)
    default:
        fmt.Printf("Unexpected type %T", t)
    }
}

输出：

val has the value: 5
val has the value: ABC
val has the value: &{Rob Pike 55}
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：

type Vector struct {
    a []Element
}

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：

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

再定一个 Set() 方法用于设置第 i 个元素的值：

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

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：

var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
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：

var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
var interfaceSlice []interface{} = make([]interface{}, len(dataSlice))
for i, d := range dataSlice {
    interfaceSlice[i] = d
}

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。

package main
import "fmt"
type Node struct {
    le   *Node
    data interface{}
    ri   *Node
}
func NewNode(left, right *Node) *Node {
    return &Node{left, nil, right}
}
func (n *Node) SetData(data interface{}) {
    n.data = data
}
func main() {
    root := NewNode(nil, nil)
    root.SetData("root node")
    // make child (leaf) nodes:
    a := NewNode(nil, nil)
    a.SetData("left node")
    b := NewNode(nil, nil)
    b.SetData("right node")
    root.le = a
    root.ri = b
    fmt.Printf("%v\n", root) // Output: &{0x125275f0 root node 0x125275e0}
}

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：

var ai AbsInterface // declares method Abs()
type SqrInterface interface {
    Sqr() float
}
var si SqrInterface
pp := new(Point) // say *Point implements Abs, Sqr
var empty interface{}

那么下面的语句和类型断言是合法的：

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

下面是函数调用的一个例子：

type myPrintInterface interface {
    print()
}
func f3(x myInterface) {
    x.(myPrintInterface).print() // type assertion to myPrintInterface
}

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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