Golang fundamental 8 interface

我们知道 Golang 中没有 class 的概念，而是通过 interface 类型转换支持在动态类型语言中常见的 鸭子类型 达到运行时多态的效果。

官方文档 中对 Interface 是这样定义的：

An interface type specifies a method set called its interface. A variable of interface type can store a value of any type with a method set that is any superset of the interface. Such a type is said to implement the interface. The value of an uninitialized variable of interface type is nil.

一个 interface 类型定义了一个 方法集 作为其 接口。 interface 类型的变量可以保存含有属于这个 interface 类型方法集超集的任何类型的值，这时我们就说这个类型 实现 了这个 接口。未被初始化的 interface 类型变量的零值为 nil。

对于 interface 类型的方法集来说，其中每一个方法都必须有一个不重复并且不是 补位名（即单下划线 _）的方法名。

拿 官方文档的例子 来说:

如果我们定义 File 接口类型：

// A simple File interface
type File interface {
	Read(b Buffer) bool
	Write(b Buffer) bool
	Close()
}

那么，假设有两个其他类型 S1 和 S2 都拥有下面的方法集：

func (p T) Read(b Buffer) bool { return … }
func (p T) Write(b Buffer) bool { return … }
func (p T) Close() { … }

注意，上面代码中的 T 代表 S1 或者 S2。这时，无论 S1 和 S2 各自的方法集中还有哪些方法，我们都说 S1 和 S2 各自 实现 了接口 File。

对于空接口 interface {} 来说，由于其不含有任何方法签名，在 Golang 语言中我们可以认为所有类型都 实现 了空接口。

一个类型可以 实现 一个或者多个接口，假设我们还有下面的接口类型：

type Locker interface {
	Lock()
	Unlock()
}

而 S1 和 S2 各自的方法集中都含有下面的方法签名：

func (p T) Lock() { … }
func (p T) Unlock() { … }

同样的，上面代码中的 T 代表 S1 或者 S2，这时我们称 S1 和 S2 各自都 实现 了接口 File 和 Locker。

一个接口类型（假设为 T）可以 嵌入 另一个接口类型 (假设为 E)，这被称为 embedding interface E in T，而且，所有 E 中的方法都会被添加到 T 中。需要注意的是，一个接口不能 嵌入 其本身，也不能 嵌入 任何已经 嵌入 其本身的其他接口，这样会造成递归 嵌入。

还是通过下面的例子来看看：

package main

import "fmt"

// 定义接口类型 PeopleGetter 包含获取基本信息的方法
type PeopleGetter interface {
	GetName() string
	GetAge() int
}

// 定义接口类型 EmployeeGetter 包含获取薪水的方法
// EmployeeGetter 接口中嵌入了 PeopleGetter 接口，前者将获取后者的所有方法
type EmployeeGetter interface {
	PeopleGetter
	GetSalary() int
	Help()
}

// 定义结构 Employee
type Employee struct {
	name   string
	age    int
	salary int
	gender string
}

// 定义结构 Employee 的方法
func (self *Employee) GetName() string {
	return self.name
}

func (self *Employee) GetAge() int {
	return self.age
}

func (self *Employee) GetSalary() int {
	return self.salary
}

func (self *Employee) Help() {
	fmt.Println("This is help info.")
}

// 匿名接口可以被用作变量或者结构属性类型
type Man struct {
	gender interface {
		GetGender() string
	}
}

func (self *Employee) GetGender() string {
	return self.gender
}

// 定义执行回调函数的接口
type Callbacker interface {
	Execute()
}

// 定义函数类型 func() 的新类型 CallbackFunc
type CallbackFunc func()

// 实现 CallbackFunc 的 Execute() 方法
func (self CallbackFunc) Execute() { self() }

func main() {
	// 空接口的使用，空接口类型的变量可以保存任何类型的值
	// 空格口类型的变量非常类似于弱类型语言中的变量
	var varEmptyInterface interface{}
	fmt.Printf("varEmptyInterface is of type %T\n", varEmptyInterface)
	varEmptyInterface = 100
	fmt.Printf("varEmptyInterface is of type %T\n", varEmptyInterface)
	varEmptyInterface = "Golang"
	fmt.Printf("varEmptyInterface is of type %T\n", varEmptyInterface)

	// Employee 实现了 PeopleGetter 和 EmployeeGetter 两个接口
	varEmployee := Employee{
		name:   "Jack Ma",
		age:    50,
		salary: 100000000,
		gender: "Male",
	}
	fmt.Println("varEmployee is: ", varEmployee)
	varEmployee.Help()
	fmt.Println("varEmployee.name = ", varEmployee.GetName())
	fmt.Println("varEmployee.age = ", varEmployee.GetAge())
	fmt.Println("varEmployee.salary = ", varEmployee.GetSalary())

	// 匿名接口对象的使用
	varMan := Man{&Employee{
		name:   "Nobody",
		age:    20,
		salary: 10000,
		gender: "Unknown",
	}}
	fmt.Println("The gender of Nobody is: ", varMan.gender.GetGender())

	// 接口类型转换，从超集到子集的转换是可以的
	// 从方法集的子集到超集的转换会导致编译错误
	// 这种情况下 switch 不支持 fallthrough
	var varEmpInter EmployeeGetter = &varEmployee
	switch varEmpInter.(type) {
	case nil:
		fmt.Println("nil")
	case PeopleGetter:
		fmt.Println("PeopleGetter")
	default:
		fmt.Println("Unknown")
	}

	// 使用 “执行回调函数的接口对象” 执行回调函数
	// 这种做法的优势是函数显式地 “实现” 特定接口
	varCallbacker := CallbackFunc(func() { println("I am a callback function.") })
	varCallbacker.Execute()

}

将上面的代码存入源文件 interface.go 并使用 go run interface.go 可以看到下面的输入：

varEmptyInterface is of type <nil>
varEmptyInterface is of type int
varEmptyInterface is of type string
varEmployee is:  {Jack Ma 50 100000000 Male}
This is help info.
varEmployee.name =  Jack Ma
varEmployee.age =  50
varEmployee.salary =  100000000
The gender of Nobody is:  Unknown
PeopleGetter

I am a callback function.

关于 interface 更多需要注意的地方还有：

接口类型不包含任何数据成员。 接口类型进行转换的时候，默认返回的是临时对象，所以如果需要对原始对象进行修改，需要获取原始对象的指针。 这里有一篇关于 interface 的很好的文章： How to use interfaces in Go