关于golang:Go语言入门系列九写这些就是为了搞懂怎么用接口

【Go语言入门系列】后面的文章:

  • 【Go语言入门系列】(六)再探函数
  • 【Go语言入门系列】(七)如何应用Go的办法?
  • 【Go语言入门系列】(八)Go语言是不是面向对象语言?

1. 引入例子

如果你应用过Java等面向对象语言,那么必定对接口这个概念并不生疏。简略地来说,接口就是标准,如果你的类实现了接口,那么该类就必须具备接口所要求的所有性能、行为。接口中通常定义的都是办法。

就像玩具工厂要生产玩具,生产前必定要先拿到一个生产标准,该标准要求了玩具的色彩、尺寸和性能,工人就依照这个标准来生产玩具,如果有一项要求没实现,那就是不合格的玩具。

如果你之前还没用过面向对象语言,那也没关系,因为Go的接口和Java的接口有区别。间接看上面一个实例代码,来感触什么是Go的接口,前面也围绕该例代码来介绍。

package main

import "fmt"

type people struct {
    name string
    age int
}

type student struct {
    people //"继承"people
    subject string
    school string
}

type programmer struct {
    people //"继承"people
    language string
    company string
}

type human interface { //定义human接口
    say()
    eat()
}

type adult interface { //定义adult接口
    say()
    eat()
    drink()
    work()
}

type teenager interface { //定义teenager接口
    say()
    eat()
    learn()
}

func (p people) say() { //people实现say()办法
    fmt.Printf("我是%s,往年%d。\n", p.name, p.age)
}

func (p people) eat() { //people实现eat()办法
    fmt.Printf("我是%s,在吃饭。\n", p.name)
}

func (s student) learn() { //student实现learn()办法
    fmt.Printf("我在%s学习%s。\n", s.school, s.subject)
}

func (s student) eat() { //student重写eat()办法
    fmt.Printf("我是%s,在%s学校食堂吃饭。\n", s.name, s.school)
}

func (pr programmer) work() { //programmer实现work()办法
    fmt.Printf("我在%s用%s工作。\n", pr.company, pr.language)
}

func (pr programmer) drink() {//programmer实现drink()办法
    fmt.Printf("我是成年人了,能大口喝酒。\n")
}

func (pr programmer) eat() { //programmer重写eat()办法
    fmt.Printf("我是%s,在%s公司餐厅吃饭。\n", pr.name, pr.company)
}


func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20}
    zhangsan := student{people{"张三", 20}, "数学", "河汉大学"}
    lisi := programmer{people{"李四", 21},"Go", "火星有限公司"}

    var h human
    h = xiaoguan
    h.say()
    h.eat()
    fmt.Println("------------")
    var a adult
    a = lisi
    a.say()
    a.eat()
    a.work()
    fmt.Println("------------")
    var t teenager
    t = zhangsan
    t.say()
    t.eat()
    t.learn()
}

运行:

我是行小观,往年20。
我是行小观,在吃饭。
------------
我是李四,往年21。
我是李四,在火星有限公司公司餐厅吃饭。
我在火星有限公司用Go工作。
------------
我是张三,往年20。
我是张三,在河汉大学学校食堂吃饭。
我在河汉大学学习数学。

这段代码比拟长,你能够间接复制粘贴运行一下,上面好好地解释一下。

2. 接口的申明

上例中,咱们申明了三个接口humanadultteenager

type human interface { //定义human接口
    say()
    eat()
}

type adult interface { //定义adult接口
    say()
    eat()
    drink()
    work()
}

type teenager interface { //定义teenager接口
    say()
    eat()
    learn()
}

例子摆在这里了,能够很容易总结出它的特点。

  1. 接口interface和构造体strcut的申明相似:
type interface_name interface {
    
}
  1. 接口外部定义了一组办法的签名。何为办法的签名?即办法的办法名、参数列表、返回值列表(没有接收者)。
type interface_name interface {
    办法签名1
    办法签名2
    ...
}

3. 如何实现接口?

先说一下上例代码的具体内容。

有三个接口别离是:

  1. human接口:有say()eat()办法签名。
  2. adult接口:有say()eat()drink()work()办法签名。
  3. teenager接口:有say()eat()learn()办法签名。

有三个构造体别离是:

  1. people构造体:有say()eat()办法。
  2. student构造体:有匿名字段people,所以能够说student“继承”了people。有learn()办法,并“重写”了eat()办法。
  3. programmer构造体:有匿名字段people,所以能够说programmer“继承”了people。有work()drink()办法,并“重写”了eat()办法。

后面说过,接口就是标准,要想实现接口就必须恪守并具备接口所要求的所有。当初好好看看下面三个构造体和三个接口之间的关系:

people构造体有human接口要求的say()eat()办法。

student构造体有teenager接口要求的say()eat()learn()办法。

programmer构造体有adult接口要求的say()eat()drink()work()办法。

尽管studentprogrammer都重写了say()办法,即外部实现和接收者不同,但这没关系,因为接口中只是一组办法签名(不论外部实现和接收者)。

所以咱们当初能够说:people实现了human接口,student实现了humanteenager接口,programmer实现了humanadult接口。

是不是感觉很奇妙?不须要像Java一样应用implements关键字来显式地实现接口,只有类型实现了接口中定义的所有办法签名,就能够说该类型实现了该接口。(后面都是用构造体举例,构造体就是一个类型)。

换句话说:接口负责指定一个类型应该具备的办法,该类型负责决定这些办法如何实现

在Go中,实现接口能够这样了解:programmer谈话像adult、吃饭像adult、喝酒像adult、工作像adult,所以programmeradult

4. 接口值

接口也是值,这就意味着接口能像值一样进行传递,并能够作为函数的参数和返回值。

4.1. 接口变量存值

func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20}
    zhangsan := student{people{"张三", 20}, "数学", "河汉大学"}
    lisi := programmer{people{"李四", 21},"Go", "火星有限公司"}
    
    var h human //定义human类型变量
    h = xiaoguan

    var a adult //定义adult类型变量
    a = lisi

    var t teenager //定义teenager类型变量
    t = zhangsan
}

如果定义了一个接口类型变量,那么该变量中能够存储实现了该接口的任意类型值:

func main() {
    //这三个人都实现了human接口
    xiaoguan := people{"行小观", 20}
    zhangsan := student{people{"张三", 20}, "数学", "河汉大学"}
    lisi := programmer{people{"李四", 21},"Go", "火星有限公司"}
    
    var h human //定义human类型变量
    //所以h变量能够存这三个人
    h = xiaoguan
    h = zhangsan
    h = lisi
}

不能存储未实现该interface接口的类型值:

func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20} //实现human接口
    zhangsan := student{people{"张三", 20}, "数学", "河汉大学"} //实现teenager接口
    lisi := programmer{people{"李四", 21},"Go", "火星有限公司"} //实现adult接口
    
    var a adult //定义adult类型变量
    //但zhangsan没实现adult接口
    a = zhangsan //所以a不能存zhangsan,会报错
}

否则会相似这样报错:

cannot use zhangsan (type student) as type adult in assignment:
student does not implement adult (missing drink method)

也能够定义接口类型切片:

func main() {
    var sli = make([]human, 3)
    sli[0] = xiaoguan
    sli[1] = zhangsan
    sli[2] = lisi

    for _, v := range sli {
        v.say()
    }
}

4.2. 空接口

所谓空接口,即定义了零个办法签名的接口。

空接口能够用来保留任何类型的值,因为空接口中定义了零个办法签名,这就相当于每个类型都会实现实现空接口。

空接口长这样:

interface {}

下例代码展现了空接口能够保留任何类型的值:

package main

import "fmt"

type people struct {
    name string
    age int
}

func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20}
    var ept interface{} //定义一个空接口变量
    ept = 10 //能够存整数
    ept = xiaoguan //能够存构造体
    ept = make([]int, 3) //能够存切片
}

4.3. 接口值作为函数参数或返回值

看下例:

package main

import "fmt"

type sayer interface {//接口
    say()
}

func foo(a sayer) { //函数的参数是接口值
    a.say()
}

type people struct { //构造体类型
    name string
    age int
}

func (p people) say() { //people实现了接口sayer
    fmt.Printf("我是%s,往年%d岁。", p.name, p.age)
}

type MyInt int //MyInt类型

func (m MyInt) say() { //MyInt实现了接口sayer
    fmt.Printf("我是%d。\n", m)
}

func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20}
    foo(xiaoguan) //构造体类型作为参数
    
    i := MyInt(5)
    foo(i) //MyInt类型作为参数
}

运行:

我是行小观,往年20岁。
我是5。

因为peopleMyInt都实现了sayer接口,所以它们都能作为foo函数的参数。

5. 类型断言

上一大节说过,interface类型变量中能够存储实现了该interface接口的任意类型值。

那么给你一个接口类型的变量,你怎么晓得该变量中存储的是什么类型的值呢?这时就须要应用类型断言了。类型断言是这样应用的:

t := var_interface.(val_type)

var_interface:一个接口类型的变量。

val_type:该变量中存储的值的类型。

你可能会问:我的目标就是要晓得接口变量中存储的值的类型,你这里还让我提供值的类型?

留神:这是类型断言,你得有个假如(猜)才行,而后去验证猜对得对不对。

如果正确,则会返回该值,你能够用t去接管;如果不正确,则会报panic

话说多了容易迷糊,间接看代码。还是用本章一开始举的那个例子:

func main() {
    zhangsan := student{people{"张三", 20}, "数学", "河汉大学"}

    var x interface{} = zhangsan //x接口变量中存了一个student类型构造体
    var y interface{} = "HelloWorld" //y接口变量中存了一个string类型的字符串
    /*当初假如你不晓得x、y中存的是什么类型的值*/
    //当初应用类型断言去验证
    
    //a := x.(people) //报panic
    //fmt.Println(a)
    //panic: interface conversion: interface {} is main.student, not main.people
    
    a := x.(student)
    fmt.Println(a) //打印{{张三 20} 数学 河汉大学}

    b := y.(string)
    fmt.Println(b) //打印 HelloWorld
}

第一次,咱们断言x中存储的变量是people类型,但实际上是student类型,所以报panic。

第二次,咱们断言x中存储的变量是student类型,断言对了,所以会把x的值赋给a

第三次,咱们断言y中存储的变量是string类型,也断言对了。

有时候咱们并不需要值,只想晓得接口变量中是否存储了某类型的值,类型断言能够返回两个值:

t, ok := var_interface.(val_type)

ok是个布尔值,如果断言对了,为true;如果断言错了,为false且不报panic,但t会被置为“零值”。

//断言谬误
value, ok := x.(people)
fmt.Println(value, ok) //打印{ 0} false

//断言正确
_, ok := y.(string)
fmt.Println(ok) //true

6. 类型抉择

类型断言其实就是在猜接口变量中存储的值的类型。

因为咱们并不确定该接口变量中存储的是什么类型的值,所以必定会思考足够多的状况:当是int类型的值时,采取这种操作,当是string类型的值时,采取那种操作等。这时你可能会采纳if...else...来实现:

func main() {
    xiaoguan := people{"行小观", 20}

    var x interface{} = 12

    if value, ok := x.(string); ok { //x的值是string类型
        fmt.Printf("%s是个字符串。开心", value)
    } else if value, ok := x.(int); ok { //x的值是int类型
        value *= 2
        fmt.Printf("翻倍了,%d是个整数。哈哈", value)
    } else if value, ok := x.(people); ok { //x的值是people类型
        fmt.Println("这是个构造体。", value)
    }
}

这样显得有点啰嗦,应用switch...case...会更加简洁。

switch value := x.(type) {
    case string:
        fmt.Printf("%s是个字符串。开心", value)
    case int:
           value *= 2
           fmt.Printf("翻倍了,%d是个整数。哈哈", value)
    case human:
        fmt.Println("这是个构造体。", value)
    default:
        fmt.Printf("后面的case都没猜对,x是%T类型", value)
        fmt.Println("x的值为", value)
}

这就是类型抉择,看起来和一般的 switch 语句类似,但不同的是 case 是类型而不是值。

当接口变量x中存储的值和某个case的类型匹配,便执行该case。如果所有case都不匹配,则执行 default,并且此时value的类型和值会和x中存储的值雷同。

7. “继承”接口

这里的“继承”并不是面向对象的继承,只是借用该词表白意思。

咱们曾经在【Go语言入门系列】(八)Go语言是不是面向对象语言?一文中应用构造体时曾经体验了匿名字段(嵌入字段)的益处,这样能够复用许多代码,比方字段和办法。如果你对通过匿名字段“继承”失去的字段和办法不称心,还能够“重写”它们。

对于接口来说,也能够通过“继承”来复用代码,实际上就是把一个接口当做匿名字段嵌入另一个接口中。上面是一个实例:

package main

import "fmt"

type animal struct { //构造体animal
    name string
    age int
}

type dog struct { //构造体dog
    animal //“继承”animal
    address string
}

type runner interface { //runner接口
    run()
}

type watcher interface { //watcher接口
    runner //“继承”runner接口
    watch()
}

func (a animal) run() { //animal实现runner接口
    fmt.Printf("%s会跑\n", a.name)
}

func (d dog) watch()  { //dog实现watcher接口
    fmt.Printf("%s在%s看门\n", d.name, d.address)
}

func main() {
    a := animal{"小动物", 12}
    d := dog{animal{"哮天犬", 13}, "天庭"}
    a.run()
    d.run() //哮天犬能够调用“继承”失去的接口中的办法
    d.watch()
}

运行:

小动物会跑
哮天犬会跑
哮天犬在天庭看门

作者简介

【作者】:行小观

【公众号】:行人观学

【简介】:一个面向学习的账号,用乏味的语言写系列文章。包含Java、Go、数据结构和算法、计算机根底等相干文章。


本文章属于系列文章「Go语言入门系列」,本系列从Go语言根底开始介绍,适宜从零开始的初学者。


欢送关注,咱们一起踏上编程的行程。

如有谬误,还请斧正。

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