Go 語言不是一種?*“傳統”*?的面向對象編程語言:它里面沒有類和繼承的概念。
但是 Go 語言里有非常靈活的?**接口**?概念,通過它可以實現很多面向對象的特性。接口提供了一種方式來?**說明**?對象的行為:如果誰能搞定這件事,它就可以用在這兒。
接口定義了一組方法(方法集),但是這些方法不包含(實現)代碼:它們沒有被實現(它們是抽象的)。接口里也不能包含變量。
通過如下格式定義接口:
~~~
type Namer interface {
Method1(param_list) return_type
Method2(param_list) return_type
...
}
~~~
上面的?`Namer`?是一個?**接口類型**。
(按照約定,只包含一個方法的)接口的名字由方法名加?`[e]r`?后綴組成,例如`Printer`、`Reader`、`Writer`、`Logger`、`Converter`?等等。還有一些不常用的方式(當后綴?`er`?不合適時),比如`Recoverable`,此時接口名以?`able`?結尾,或者以?`I`?開頭(像?`.NET`?或?`Java`?中那樣)。
Go 語言中的接口都很簡短,通常它們會包含 0 個、最多 3 個方法。
不像大多數面向對象編程語言,在 Go 語言中接口可以有值,一個接口類型的變量或一個?**接口值**?:`var ai Namer`,`ai`是一個多字(multiword)數據結構,它的值是?`nil`。它本質上是一個指針,雖然不完全是一回事。指向接口值的指針是非法的,它們不僅一點用也沒有,還會導致代碼錯誤。
[](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/images/11.1_fig11.1.jpg?raw=true)
此處的方法指針表是通過運行時反射能力構建的。
類型(比如結構體)實現接口方法集中的方法,每一個方法的實現說明了此方法是如何作用于該類型的:**即實現接口**,同時方法集也構成了該類型的接口。實現了?`Namer`?接口類型的變量可以賦值給?`ai`?(接收者值),此時方法表中的指針會指向被實現的接口方法。當然如果另一個類型(也實現了該接口)的變量被賦值給?`ai`,這二者(譯者注:指針和方法實現)也會隨之改變。
**類型不需要顯式聲明它實現了某個接口:接口被隱式地實現。多個類型可以實現同一個接口**。
**實現某個接口的類型(除了實現接口方法外)可以有其他的方法**。
**一個類型可以實現多個接口**。
**接口類型可以包含一個實例的引用, 該實例的類型實現了此接口(接口是動態類型)**。
即使接口在類型之后才定義,二者處于不同的包中,被單獨編譯:只要類型實現了接口中的方法,它就實現了此接口。
所有這些特性使得接口具有很大的靈活性。
第一個例子:
示例 11.1 interfaces.go:
~~~
package main
import "fmt"
type Shaper interface {
Area() float32
}
type Square struct {
side float32
}
func (sq *Square) Area() float32 {
return sq.side * sq.side
}
func main() {
sq1 := new(Square)
sq1.side = 5
// var areaIntf Shaper
// areaIntf = sq1
// shorter,without separate declaration:
// areaIntf := Shaper(sq1)
// or even:
areaIntf := sq1
fmt.Printf("The square has area: %f\n", areaIntf.Area())
}
~~~
輸出:
~~~
The square has area: 25.000000
~~~
上面的程序定義了一個結構體?`Square`?和一個接口?`Shaper`,接口有一個方法?`Area()`。
在?`main()`?方法中創建了一個?`Square`?的實例。在主程序外邊定義了一個接收者類型是?`Square`?方法的?`Area()`,用來計算正方形的面積:結構體?`Square`?實現了接口?`Shaper`?。
所以可以將一個?`Square`?類型的變量賦值給一個接口類型的變量:`areaIntf = sq1`?。
現在接口變量包含一個指向?`Square`?變量的引用,通過它可以調用?`Square`?上的方法?`Area()`。當然也可以直接在`Square`?的實例上調用此方法,但是在接口實例上調用此方法更令人興奮,它使此方法更具有一般性。接口變量里包含了接收者實例的值和指向對應方法表的指針。
這是?**多態**?的 Go 版本,多態是面向對象編程中一個廣為人知的概念:根據當前的類型選擇正確的方法,或者說:同一種類型在不同的實例上似乎表現出不同的行為。
如果?`Square`?沒有實現?`Area()`?方法,編譯器將會給出清晰的錯誤信息:
~~~
cannot use sq1 (type *Square) as type Shaper in assignment:
*Square does not implement Shaper (missing Area method)
~~~
如果?`Shaper`?有另外一個方法?`Perimeter()`,但是`Square`?沒有實現它,即使沒有人在?`Square`?實例上調用這個方法,編譯器也會給出上面同樣的錯誤。
擴展一下上面的例子,類型?`Rectangle`?也實現了?`Shaper`?接口。接著創建一個?`Shaper`?類型的數組,迭代它的每一個元素并在上面調用?`Area()`?方法,以此來展示多態行為:
示例 11.2 interfaces_poly.go:
~~~
package main
import "fmt"
type Shaper interface {
Area() float32
}
type Square struct {
side float32
}
func (sq *Square) Area() float32 {
return sq.side * sq.side
}
type Rectangle struct {
length, width float32
}
func (r Rectangle) Area() float32 {
return r.length * r.width
}
func main() {
r := Rectangle{5, 3} // Area() of Rectangle needs a value
q := &Square{5} // Area() of Square needs a pointer
// shapes := []Shaper{Shaper(r), Shaper(q)}
// or shorter
shapes := []Shaper{r, q}
fmt.Println("Looping through shapes for area ...")
for n, _ := range shapes {
fmt.Println("Shape details: ", shapes[n])
fmt.Println("Area of this shape is: ", shapes[n].Area())
}
}
~~~
輸出:
~~~
Looping through shapes for area ...
Shape details: {5 3}
Area of this shape is: 15
Shape details: &{5}
Area of this shape is: 25
~~~
在調用?`shapes[n].Area())`?這個時,只知道?`shapes[n]`?是一個?`Shaper`?對象,最后它搖身一變成為了一個?`Square`?或`Rectangle`?對象,并且表現出了相對應的行為。
也許從現在開始你將看到通過接口如何產生?**更干凈**、**更簡單**?及?**更具有擴展性**?的代碼。在 11.12.3 中將看到在開發中為類型添加新的接口是多么的容易。
下面是一個更具體的例子:有兩個類型?`stockPosition`?和?`car`,它們都有一個?`getValue()`?方法,我們可以定義一個具有此方法的接口?`valuable`。接著定義一個使用?`valuable`?類型作為參數的函數?`showValue()`,所有實現了?`valuable`接口的類型都可以用這個函數。
示例 11.3 valuable.go:
~~~
package main
import "fmt"
type stockPosition struct {
ticker string
sharePrice float32
count float32
}
/* method to determine the value of a stock position */
func (s stockPosition) getValue() float32 {
return s.sharePrice * s.count
}
type car struct {
make string
model string
price float32
}
/* method to determine the value of a car */
func (c car) getValue() float32 {
return c.price
}
/* contract that defines different things that have value */
type valuable interface {
getValue() float32
}
func showValue(asset valuable) {
fmt.Printf("Value of the asset is %f\n", asset.getValue())
}
func main() {
var o valuable = stockPosition{"GOOG", 577.20, 4}
showValue(o)
o = car{"BMW", "M3", 66500}
showValue(o)
}
~~~
輸出:
~~~
Value of the asset is 2308.800049
Value of the asset is 66500.000000
~~~
**一個標準庫的例子**
`io`?包里有一個接口類型?`Reader`:
~~~
type Reader interface {
Read(p []byte) (n int, err error)
}
~~~
定義變量?`r`:`var r io.Reader`
那么就可以寫如下的代碼:
~~~
var r io.Reader
r = os.Stdin // see 12.1
r = bufio.NewReader(r)
r = new(bytes.Buffer)
f,_ := os.Open("test.txt")
r = bufio.NewReader(f)
~~~
上面?`r`?右邊的類型都實現了?`Read()`?方法,并且有相同的方法簽名,`r`?的靜態類型是?`io.Reader`。
**備注**
有的時候,也會以一種稍微不同的方式來使用接口這個詞:從某個類型的角度來看,它的接口指的是:它的所有導出方法,只不過沒有顯式地為這些導出方法額外定一個接口而已。
**練習 11.1**?simple_interface.go:
定義一個接口?`Simpler`,它有一個?`Get()`?方法和一個?`Set()`,`Get()`返回一個整型值,`Set()`?有一個整型參數。創建一個結構體類型?`Simple`?實現這個接口。
接著定一個函數,它有一個?`Simpler`?類型的參數,調用參數的?`Get()`?和?`Set()`?方法。在?`main`?函數里調用這個函數,看看它是否可以正確運行。
**練習 11.2**?interfaces_poly2.go:
a) 擴展 interfaces_poly.go 中的例子,添加一個?`Circle`?類型
b) 使用一個抽象類型?`Shape`(沒有字段) 實現同樣的功能,它實現接口?`Shaper`,然后在其他類型里內嵌此類型。擴展 10.6.5 中的例子來說明覆寫。
- 前言
- 第一部分:學習 Go 語言
- 第1章:Go 語言的起源,發展與普及
- 1.1 起源與發展
- 1.2 語言的主要特性與發展的環境和影響因素
- 第2章:安裝與運行環境
- 2.1 平臺與架構
- 2.2 Go 環境變量
- 2.3 在 Linux 上安裝 Go
- 2.4 在 Mac OS X 上安裝 Go
- 2.5 在 Windows 上安裝 Go
- 2.6 安裝目錄清單
- 2.7 Go 運行時(runtime)
- 2.8 Go 解釋器
- 第3章:編輯器、集成開發環境與其它工具
- 3.1 Go 開發環境的基本要求
- 3.2 編輯器和集成開發環境
- 3.3 調試器
- 3.4 構建并運行 Go 程序
- 3.5 格式化代碼
- 3.6 生成代碼文檔
- 3.7 其它工具
- 3.8 Go 性能說明
- 3.9 與其它語言進行交互
- 第二部分:語言的核心結構與技術
- 第4章:基本結構和基本數據類型
- 4.1 文件名、關鍵字與標識符
- 4.2 Go 程序的基本結構和要素
- 4.3 常量
- 4.4 變量
- 4.5 基本類型和運算符
- 4.6 字符串
- 4.7 strings 和 strconv 包
- 4.8 時間和日期
- 4.9 指針
- 第5章:控制結構
- 5.1 if-else 結構
- 5.2 測試多返回值函數的錯誤
- 5.3 switch 結構
- 5.4 for 結構
- 5.5 Break 與 continue
- 5.6 標簽與 goto
- 第6章:函數(function)
- 6.1 介紹
- 6.2 函數參數與返回值
- 6.3 傳遞變長參數
- 6.4 defer 和追蹤
- 6.5 內置函數
- 6.6 遞歸函數
- 6.7 將函數作為參數
- 6.8 閉包
- 6.9 應用閉包:將函數作為返回值
- 6.10 使用閉包調試
- 6.11 計算函數執行時間
- 6.12 通過內存緩存來提升性能
- 第7章:數組與切片
- 7.1 聲明和初始化
- 7.2 切片
- 7.3 For-range 結構
- 7.4 切片重組(reslice)
- 7.5 切片的復制與追加
- 7.6 字符串、數組和切片的應用
- 第8章:Map
- 8.1 聲明、初始化和 make
- 8.2 測試鍵值對是否存在及刪除元素
- 8.3 for-range 的配套用法
- 8.4 map 類型的切片
- 8.5 map 的排序
- 8.6 將 map 的鍵值對調
- 第9章:包(package)
- 9.1 標準庫概述
- 9.2 regexp 包
- 9.3 鎖和 sync 包
- 9.4 精密計算和 big 包
- 9.5 自定義包和可見性
- 9.6 為自定義包使用 godoc
- 9.7 使用 go install 安裝自定義包
- 9.8 自定義包的目錄結構、go install 和 go test
- 9.9 通過 Git 打包和安裝
- 9.10 Go 的外部包和項目
- 9.11 在 Go 程序中使用外部庫
- 第10章:結構(struct)與方法(method)
- 10.1 結構體定義
- 10.2 使用工廠方法創建結構體實例
- 10.3 使用自定義包中的結構體
- 10.4 帶標簽的結構體
- 10.5 匿名字段和內嵌結構體
- 10.6 方法
- 10.8 垃圾回收和 SetFinalizer
- 第11章:接口(interface)與反射(reflection)
- 11.1 接口是什么
- 11.2 接口嵌套接口
- 11.3 類型斷言:如何檢測和轉換接口變量的類型
- 11.4 類型判斷:type-switch
- 11.5 測試一個值是否實現了某個接口
- 11.6 使用方法集與接口
- 11.7 第一個例子:使用 Sorter 接口排序
- 11.8 第二個例子:讀和寫
- 11.9 空接口
- 11.10 反射包
- 第三部分:Go 高級編程
- 第12章 讀寫數據
- 12.1 讀取用戶的輸入
- 12.2 文件讀寫
- 12.3 文件拷貝
- 12.4 從命令行讀取參數
- 12.5 用buffer讀取文件
- 12.6 用切片讀寫文件
- 12.7 用 defer 關閉文件
- 12.8 使用接口的實際例子:fmt.Fprintf
- 12.9 Json 數據格式
- 12.10 XML 數據格式
- 12.11 用 Gob 傳輸數據
- 12.12 Go 中的密碼學
- 第13章 錯誤處理與測試
- 13.1 錯誤處理
- 13.2 運行時異常和 panic
- 13.3 從 panic 中恢復(Recover)
- 13.4 自定義包中的錯誤處理和 panicking
- 13.5 一種用閉包處理錯誤的模式
- 13.6 啟動外部命令和程序
- 13.7 Go 中的單元測試和基準測試
- 13.8 測試的具體例子
- 13.9 用(測試數據)表驅動測試
- 13.10 性能調試:分析并優化 Go 程序
- 第14章:協程(goroutine)與通道(channel)
- 14.1 并發、并行和協程
- 14.2 使用通道進行協程間通信
- 14.3 協程同步:關閉通道-對阻塞的通道進行測試
- 14.4 使用 select 切換協程
- 14.5 通道,超時和計時器(Ticker)
- 14.6 協程和恢復(recover)
- 第15章:網絡、模版與網頁應用
- 15.1 tcp服務器
- 15.2 一個簡單的web服務器
- 15.3 訪問并讀取頁面數據
- 15.4 寫一個簡單的網頁應用
- 第四部分:實際應用
- 第16章:常見的陷阱與錯誤
- 16.1 誤用短聲明導致變量覆蓋
- 16.2 誤用字符串
- 16.3 發生錯誤時使用defer關閉一個文件
- 16.5 不需要將一個指向切片的指針傳遞給函數
- 16.6 使用指針指向接口類型
- 16.7 使用值類型時誤用指針
- 16.8 誤用協程和通道
- 16.9 閉包和協程的使用
- 16.10 糟糕的錯誤處理
- 第17章:模式
- 17.1 關于逗號ok模式
- 第18章:出于性能考慮的實用代碼片段
- 18.1 字符串
- 18.2 數組和切片
- 18.3 映射
- 18.4 結構體
- 18.5 接口
- 18.6 函數
- 18.7 文件
- 18.8 協程(goroutine)與通道(channel)
- 18.9 網絡和網頁應用
- 18.10 其他
- 18.11 出于性能考慮的最佳實踐和建議
- 附錄