接口用法简介
接口(interface)是一种类型,用来定义行为(方法)。
type Namer interface {
my_method1()
my_method2(para)
my_method3(para) return_type
...
}
但这些行为不会在接口上直接实现,而是需要用户自定义的方法来实现。所以,在上面的Namer接口类型中的方法my_methodN
都是没有实际方法体的,仅仅只是在接口Namer中存放这些方法的签名(签名 = 函数名+参数(类型)+返回值(类型)
)。
当用户自定义的类型实现了接口上定义的这些方法,那么自定义类型的值(也就是实例)可以赋值给接口类型的值(也就是接口实例)。这个赋值过程使得接口实例中保存了用户自定义类型实例。
例如:
package main
import (
"fmt"
)
// Shaper 接口类型
type Shaper interface {
Area() float64
}
// Circle struct类型
type Circle struct {
radius float64
}
// Circle类型实现Shaper中的方法Area()
func (c *Circle) Area() float64 {
return 3.14 * c.radius * c.radius
}
// Square struct类型
type Square struct {
length float64
}
// Square类型实现Shaper中的方法Area()
func (s *Square) Area() float64 {
return s.length * s.length
}
func main() {
// Circle类型的指针类型实例
c := new(Circle)
c.radius = 2.5
// Square类型的值类型实例
s := Square{3.2}
// Sharpe接口实例ins1,它只能是值类型的
var ins1 Shaper
// 将Circle实例c赋值给接口实例ins1
// 那么ins1中就保存了实例c
ins1 = c
fmt.Println(ins1)
// 使用类型推断将Square实例s赋值给接口实例
ins2 := s
fmt.Println(ins2)
}
上面将输出:
&{2.5}
{3.2}
从上面输出结果中可以看出,两个接口实例ins1和ins2被分别赋值后,分别保存了指针类型的Circle实例c和值类型的Square实例s。
另外,从上面赋值ins1和ins2的赋值语句上看:
ins1 = c
ins2 := s
是否说明接口实例ins就是自定义类型的实例?实际上接口是指针类型(指向什么见下文)。这个时候,自定义类型的实例c、s称为具体实例,ins实例是抽象实例,因为ins接口中定义的行为(方法)并没有具体的行为模式,而c、s中的行为是具体的。
因为接口实例ins也是自定义类型的实例,所以当接口实例中保存了自定义类型的实例后,就可以直接从接口上调用它所保存的实例的方法。例如:
fmt.Println(ins1.Area()) // 输出19.625
fmt.Println(ins2.Area()) // 输出10.24
这里ins1.Area()
调用的是Circle类型上的方法Area(),ins2.Area()
调用的则是Square类型上的方法Area()。这说明Go的接口可以实现面向对象中的多态:可以按需调用名称相同、功能不同的方法。
接口实例中存的是什么
前面说了,接口类型是指针类型,但是它到底存放了什么东西?
接口类型的数据结构是2个指针,占用2个机器字长。
当将类型实例c
赋值给接口实例ins1
后,用println()
函数输出ins1和c,比较它们的地址:
println(ins1)
println(c)
输出结果:
(0x4ceb00,0xc042068058)
0xc042068058
从结果中可以看出,接口实例中包含了两个地址,其中第二个地址和类型实例c的地址是完全相同的。而第二个地址c
是Circle的指针类型实例,所以ins中的第二个值也是指针。
ins中的第一个是指针是什么?它所指向的是一个内部表结构iTable,这个Table中包含两部分:第一部分是实例c的类型信息,也就是*Circle
,第二部分是这个类型(Circle)的方法集,也就是Circle类型的所有方法(此示例中Circle只定义了一个方法Area())。
所以,如图所示:
注意,上图中的实例c是指针,是指针类型的Circle实例。
对于值类型的Square实例s
,ins2保存的内容则如下图:
方法集(Method Set)规则
官方手册对Method Set的解释:https://golang.org/ref/spec#Method_sets
实例的method set决定了它所实现的接口,以及通过receiver可以调用的方法。
方法集是类型的方法集合,对于非接口类型,每个类型都分两个Method Set:值类型实例是一个Method Set,指针类型的实例是另一个Method Set。两个Method Set由不同receiver类型的方法组成:
实例的类型 receiver
--------------------------------------
值类型:T (T Type)
指针类型:*T (T Type)或(T *Type)
也就是说:
- 值类型的实例的Method Set只由值类型的receiver
(T Type)
组成
- 指针类型的实例的Method Set由值类型和指针类型的receiver共同组成,即
(T Type)
和(T *Type)
这是什么意思呢?从receiver的角度去考虑:
receiver 实例的类型
---------------------------
(T Type) T 或 *T
(T *Type) *T
上面的意思是:
- 如果某类型实现接口的方法的receiver是
(T *Type)
类型的,那么只有指针类型的实例*T
才算是实现了这个接口
- 如果某类型实现接口的方法的receiver是
(T Type)
类型的,那么值类型的实例T
和指针类型的实例*T
都算实现了这个接口
举个例子。接口方法Area(),自定义类型Circle有一个receiver类型为(c *Circle)
的Area()方法时,说明实现了接口的方法,但只有Circle实例的类型为指针类型时,这个实例才算是实现了接口,才能赋值给接口实例,才能当作一个接口参数。如下:
package main
import "fmt"
// Shaper 接口类型
type Shaper interface {
Area() float64
}
// Circle struct类型
type Circle struct {
radius float64
}
// Circle类型实现Shaper中的方法Area()
// receiver类型为指针类型
func (c *Circle) Area() float64 {
return 3.14 * c.radius * c.radius
}
func main() {
// 声明2个接口实例
var ins1, ins2 Shaper