一、概述
接口是面向对象编程的重要概念,接口是对行为的抽象和概括,在主流面向对象语言Java、C++,接口和类之间有明确关系,称为“实现接口”。这种关系一般会以“类派生图”的方式进行,经常可以看到大型软件极为复杂的派生树,随着系统的功能不断增加,这棵“派生树”会变得越来越复杂。Go
语言接口模型非常特别,就目前观察是独创。go接口设计是非侵入式,只要类型方法是接口方法的超集,那么就认为类型实现了接口,两者之间不需要显示关联,当然也没有implements
关键字,称为隐式实现。相比Java、C++主流面向对象语言需要显示实现接口,go的方式更加灵活、松散、耦合更低,当然也更加隐晦、代码可读性降低,在实际开发中体验也不如 Java、C++好。在不修改类型定义情况下,可以为其添加接口,这在Java、C++下是不可思议的。go的接口满足鸭子模型,所谓鸭子类型:只要走起路来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么就可以把它当作鸭子。
这种设计解决一些问题,松散的关系不再有复杂派生树,看似降低了复杂度。但是带来了一些列新问题,如接口不支持默认实现,修改接口定义隐式破坏实现关系,面向接口编程场景下容易类型错误。降低影响方法就是接口抽象粒度尽量小,这样又降低了接口的抽象能力,导致架构碎片化,不利于大型软件架构设计。综合考虑 Go 接口模型设计是否优秀见仁见智了。
二、基本使用
接口定义,描述一堆方法的集合,给出方法声明即可,不能有默认实现,也不能有变量
type User interface {
Say()
GetName() string
}
定了一个user
接口,包含两个方法
任何类型都可以实现这两个方法,不需要显示使用implements
关键字。满足两个条件,与接口方法签名完全一致,是接口方法的超集。即可判定类型实现了接口。
type Sales struct { // 定义类型
name string
}
func (p *Sales) GetName() string { // 接口方法一
return p.name
}
func (p *Sales) Say() { // 接口方法二
fmt.Println("Hi, I'm", p.name)
}
func (p *Sales) peddle() {
fmt.Printf("%s peddle", p.name)
}
Sales
类型满足两个条件,可判断实现了User
接口。从代码上看两者没有直接关联,这就是隐式实现。
按照上面的两个条件,Sales
也实现了如下接口
type Person interface {
GetName() string
}
可以看到非常松散,就是这么简洁。再次强调只要满足两个条件:与接口方法签名一致,是接口方法的超集,即可判定类型实现了接口。从类型自身角度看,完全不知道自己实现了哪些接口。
通过实例调用方法
var sales Sales = Sales{name: "tom"}
sales.Say()
通过接口调用方法,只要类型实现了接口,就可以赋值给接口变量,并使用接口调用方法
var user User = &Sales{name: "tom"} // 赋值给接口变量,注意是地址
user.Say() // 通过接口调用方法
fmt.Printf("%T\n", user) // *main.Sales
重要:接口是引用类型,和指针一样,只能指向实例的地址。
接口主要目标是解耦,通常称为面向接口编程,主流使用方式,函数形参是接口类型,调用时候传递接口变量,这也是接口存在的意义。
func PrintName(user User) { // 形参是User接口类型
fmt.Println("姓名:", user.GetName())
}
var sales User = &Sales{name: "tom"}
PrintName(sales) // 传入user接口变量
形参是接口类型,可传入所有实现了该接口的实例,不在依赖具体类型。
在标准库中大量使用接口。比如排序是普片需求,标准库提供了排序函数,形参是接口类型,任何实现了该接口的类型,都可直接使用排序函数
type Interface interface { // 排序接口
Len() int
Less(i, j int) bool
Swap(i, j int)
}
func Sort(data Interface) { // 标准库排序函数
...
}
和结构体一样,接口也支持继承特性
type User interface {
Say()
GetName() string
}
type Admin interface {
User // 继承User接口
TeamName string // 自有属性
}
需要实现包括继承的所有方法,才判定实现了该接口
其他自定义类型也可以实现接口,如下X
类型实现了Plus
接口
type Plus interface {
incr()
}
type X int
func (x *X) incr() {
*x += 1
fmt.Println(*x)
}
三、接口断言
在接口变量上操作,用于检查接口类型变量是否实现了期望的接口或者具体的类型。使用接口的本质,就是实例类型和接口类型之间转换,而是否允许转换就依赖接口断言,也可称为显示类型转换
value, ok := x.(T)
x
表示接口变量,T
表示具体类型(也可是接口类型),可根据该布尔值判断 x 是否为 T 类型。
- 如果 T 是实例类型,类型断言会检查 x 的动态类型是否满足 T。如果成功返回 x 的动态值,其类型是 T。
- 如果 T 是接口类型,类型断言会检查 x 的动态类型是否满足 T。如果成功返回 值是 T 的接口值。
- 无论 T 是什么类型,如果 x 是 nil 接口值,类型断言都会失败。
简单总结,尝试把 x 转换为 T 类型,赋值给 value 变量。
使用上面案例进行断言
var tony User = &Sales{name: "tony"} // tony 赋值给接口变量
if value, ok := tony.(User); ok { // true, 接口类型断言
value.Say()
}
_, ok = tony.(*Sales) // true, 具体类型断言, 注意这里使用了指针类型
注意如果不接收第二个返回值(也就是 ok),断言失败时会直接造成一个 panic
,对nil
断言同样也会 panic。
admin := user.(Admin) // Admin是管理员接口,断言失败panic
具体类型变量断言,可以先转为为接口,然后再进行断言
user1 := Sales{"tom"}
var data interface{} = user1 // 转换为空接口变量
if _, ok := data.(Sales); ok { // 再进行断言
fmt.Println("yes")
}
断言常见使用场景,异常捕获时判定错误类型
func ProtectRun(entry func()) {
defer func() {
err := recover() // 获取错误类型
switch err.(type) { // 断言错误类型, 不同类型的错误采取不同的处理方式
case runtime.Error:
fmt.Println("runtime error:", err)
default:
fmt.Println("error:", err)
}
}()
...
}
四、接口转换
go
语言基本数据类型转换比较严格,所有基础类型不支持隐式转换,如下案例都不支持
s := "a" + 1
// 不同长度的整型, 也支持自动转换
var i int = 10
var n int8 = 20
m := i+n
go
只能显示转换
s := "a" + string(1) // a1
var i int = 10
var n int8 = 20
m := i + int(n) // 30
使用接口的本质就是类型转换,赋值时转换为接口变量,执行时候转换为实例。 go 语言对于接口类型的转换则非常的灵活,实例和接口之间的转换、接口和接口之间的转换都可能是隐式的转换
var f os.File
var a io.ReadCloser = &f // 隐式转换, *os.File 满足 io.ReadCloser 接口
var b io.Reader = a // 隐式转换, io.ReadCloser 满足 io.Reader 接口
var c io.Closer = a // 隐式转换, io.ReadCloser 满足 io.Closer 接口
var d io.Reader = a.(io.Reader) // 显式转换(断言), io.Closer 不满足 io.Reader 接口,注意这里没有接收第二个参数,失败会panic
有时候对象和接口之间太灵活了,导致需要人为地限制这种无意之间的适配。常见的做法是定义一个含特殊方法来区分接口。比如 runtime 包中的 Error 接口就定义了一个特有的 RuntimeError 方法,用于避免其它类型无意中适配了该接口
type runtime.Error interface {
error
RuntimeError()
}
不过这种做法只是君子协定,如果有人刻意伪造接口也是很容易的。再严格一点的做法是给接口定义一个私有方法。只有满足了这个私有方法的对象才可能满足这个接口,而私有方法的名字是包含包的绝对路径名的,因此只能在包内部实现这个私有方法才能满足这个接口。测试包中的 testing.TB 接口就是采用类似的技术
type testing.TB interface {
Error(args ...interface{})
Errorf(format string, args ...interface{})
...
private()
}
不过这种通过私有方法禁止外部对象实现接口的做法也是有代价的:首先是这个接口只能包内部使用,外部包正常情况下是无法直接创建满足该接口对象的;其次,这种防护措施也不是绝对的,恶意的用户依然可以绕过这种保护机制。
通过嵌入匿名的 testing.TB 接口来伪造私有的 private 方法,因为接口方法是延迟绑定,编译时 private 方法是否真的存在并不重要。
type TB struct {
testing.TB
}
func (p *TB) Fatal(args ...interface{}) {
fmt.Println("TB.Fatal disabled!")
}
func main() {
var tb testing.TB = new(TB)
tb.Fatal("Hello, playground")
}
在自己的 TB 结构体类型中重新实现了 Fatal 方法,然后通过将对象隐式转换为 testing.TB 接口类型(因为内嵌了匿名的 testing.TB 对象,因此是满足 testing.TB 接口的),然后通过 testing.TB 接口来调用我们自己的 Fatal 方法。
五、空接口
接口定义没有声明任何方法,称为空接口,按照go
规范任何类型都实现了空接口,因为都满足了两个实现条件。这就比较有意思了,空接口可以等于任何值,类似Java中的Object对象。
var data interface{} // 定义空接口变量
data = 1
fmt.Printf("type=%T, value=%v\n", data, data)
data = "hello"
fmt.Printf("type=%T, value=%v\n", data, data)
输出如下
type=int, value=1
type=string, value=hello
函数形参是空接口类型,就表示可接收任何类型,然后再在断言,不同的类型,采用不同的逻辑,在开发框架层时经常使用
func assertion(T interface{}) {
switch T.(type) {
case User:
fmt.Println("user")
case Admin:
fmt.Println("admin")
default:
fmt.Println("default")
}
}
T.(type)
能在switch
中使用,可以理解定制的语法糖,否则需要使用if
逐个类型断言文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-623478.html
空接口在标准库空也有普遍使用,比如panic函数终止程序时,可传递空接口类型的参数,捕获错误时可获取文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-623478.html
type any = interface{}
func panic(v any)
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