golang接口1

2024-05-22 11:50:04 278

什么是接口

在面向对象语言中，接口一般被定义为：接口定义了一个对象的行为。它仅仅指定了一个对象应该做什么。具体怎么做（实现细节）是由对象决定的。

在Go中，一个接口定义为若干方法的签名。当一个类型定义了所有接口里的方法时，就说这个类型实现了这个接口。这和OOP很像。接口指定了一个类型应该包含什么方法，而该类型决定怎么实现这些方法。

比如WashingMachine可以作为一个接口，并提供两个函数Cleaning()和Drying()。任何提供了Cleaning()和Drying()方法定义的类型就可以说它实现了WashingMachine接口。

声明和实现接口

让我们通过一个程序看一下如何声明和实现一个接口

packagemain

import(
"fmt"
)

//interfacedefinition
typeVowelsFinderinterface{
FindVowels()[]rune
}

typeMyStringstring

//MyStringimplementsVowelsFinder
func(msMyString)FindVowels()[]rune{
varvowels[]rune
for_,rune:=rangems{
ifrune=='a'||rune=='e'||rune=='i'||rune=='o'||rune=='u'{
vowels=append(vowels,rune)
}
}
returnvowels
}

funcmain(){
name:=MyString("SamAnderson")
varvVowelsFinder
v=name//possiblesinceMyStringimplementsVowelsFinder
fmt.Printf("Vowelsare%c",v.FindVowels())

}12345678910111213141516171819202122232425262728293031

程序的第8行创建了一个接口类型名为VowelsFinder，它有一个方法FindVowels()[]rune。

在下一行MyString类型被创建。

在第15行我们添加了一个方法FindVowels()[]rune给接受者类型MyString。现在可以说MyString实现了VowelsFinder接口。这和其他语言大大的不同，比如在Java中，一个类必须用implements关键字显式的标明实现了一个接口。这在Go中是不需要的，在Go中，如果一个类型包含了一个接口声明的所有方法，那么这个类型就隐式地实现了这个接口。

在第28行，我们将MyString类型的变量name赋值给VowelsFinder类型的变量v。这是合法的，因为MyString实现了VowelsFinder。在下一行，v.FindVowels()在MyString上调用FindVowels方法打印在SamAnderson中所有的元音。程序的输出为：Vowelsare[aeo]。

恭喜！你已经创建并实现了你的第一个接口。

接口的实际用途

上面的程序告诉我们怎么创建和实现接口，但是没有展示接口的实际用途。在上面的程序中，我们可以使用name.FindVowels()替代v.FindVowels()，程序照样可以工作，那么我们为什么还要使用接口呢？

现在让我们来看接口的一个实际用途。

我们将编写一个简单的程序，根据员工的个人工资计算公司的总支出。为了简洁起见，我们假设所有费用都是美元。

packagemain

import(
"fmt"
)

typeSalaryCalculatorinterface{
CalculateSalary()int
}

typePermanentstruct{
empIdint
basicpayint
pfint
}

typeContractstruct{
empIdint
basicpayint
}

//salaryofpermanentemployeeissumofbasicpayandpf
func(pPermanent)CalculateSalary()int{
returnp.basicpay+p.pf
}

//salaryofcontractemployeeisthebasicpayalone
func(cContract)CalculateSalary()int{
returnc.basicpay
}

/*
totalexpenseiscalculatedbyiteratingthoughtheSalaryCalculatorsliceandsumming
thesalariesoftheindividualemployees
*/
functotalExpense(s[]SalaryCalculator){
expense:=0
for_,v:=ranges{
expense=expense+v.CalculateSalary()
}
fmt.Printf("TotalExpensePerMonth$%d",expense)
}

funcmain(){
pemp1:=Permanent{1,5000,20}
pemp2:=Permanent{2,6000,30}
cemp1:=Contract{3,3000}
employees:=[]SalaryCalculator{pemp1,pemp2,cemp1}
totalExpense(employees)

}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

上面程序地第7行，定义了一个SalaryCalculator接口类型，该接口只声明了一个方法：CalculateSalary()int。

在公司中我们有两种类型的员工：Permanent和Contract（第11和17行）。永久性员工的工资是basicpay和pf的总和，而合同员工的工资只是基本工资basicpay。这分别在第23行和第28行的方法CalculateSalary中表示。通过声明这个方法，Permanent和Contract都实现了SalaryCalculator接口。

第36行中，totalExpense方法的声明展示了使用接口的好处。这个方法接收一个SalaryCalculator接口的切片[]SalaryCalculator作为参数。在第49行，我们将一个包含了Permanent和Contract类型的切片给方法totalExpense。totalExpense方法出通过调用各自类型的CalculateSalary方法来计算总支。这是在第39行完成的。

最大的优点是可以将totalExpense扩展到任何新的员工类型，而不必修改任何代码。假设该公司引入了第三种员工类型Freelancer和不同的计算工资的方法。那么Freelancer可以被包含在传递给totalExpense的切片参数中，而不需要修改任何totalExpense方法的接口。这个方法会做自己应该做的事情，因为Freelancer同样实现了SalaryCalculator接口：）

程序的输出为：TotalExpensePerMonth$14050。

接口的内部表示

可以把接口想象成这样一个元组(type,value)。type是接口包含的具体类型，value是接口包含的具体的值。

让我们写一个程序来理解这一点。

packagemain

import(
"fmt"
)

typeTestinterface{
Tester()
}

typeMyFloatfloat64

func(mMyFloat)Tester(){
fmt.Println(m)
}

funcdescribe(tTest){
fmt.Printf("Interfacetype%Tvalue%v\n",t,t)
}

funcmain(){
vartTest
f:=MyFloat(89.7)
t=f
describe(t)
t.Tester()
}123456789101112131415161718192021222324252627

Test接口提供了一个方法Tester()，MyFloat类型实现了这个接口。在第24行，我们将MyFloat类型的变量f赋值给Test类型的变量t。现在t的具体类型是MyFloat而它的值是89.7。在第17行，describe函数打印接口的值和具体类型。程序的输出为：

Interfacetypemain.MyFloatvalue89.7
89.712

空接口

一个没有声明任何方法的接口称为空接口。空接口表示为interface{}。因为空接口没有方法，因此所有类都都实现了空接口。

packagemain

import(
"fmt"
)

funcdescribe(iinterface{}){
fmt.Printf("Type=%T,value=%v\n",i,i)
}

funcmain(){
s:="HelloWorld"
describe(s)
i:=55
describe(i)
strt:=struct{
namestring
}{
name:"NaveenR",
}
describe(strt)
}12345678910111213141516171819202122

上面程序的第7行，describe(iinterface{})函数接受一个空接口作为参数，因此任何值都可以传递给它。

在第13行，15行，21行，我们传递string，int和结构体给describe。程序的输出结果为：

Type=string,value=HelloWorld
Type=int,value=55
Type=struct{namestring},value={NaveenR}123

类型断言

类型断言（typeassertion）用来提取接口的实际类型的值。

**i.(T)**是用来获取接口i的实际类型T的值的语法。

一个程序胜过千言万语：），让我们写一个类型断言。

packagemain

import(
"fmt"
)

funcassert(iinterface{}){
s:=i.(int)//gettheunderlyingintvaluefromi
fmt.Println(s)
}
funcmain(){
varsinterface{}=56
assert(s)
}
123456789101112131415

第12行，s的实际类型是int。在第8行我们使用i.(int)来获取i的int值。程序的输出为：56。

如果实际类型不是int，那么上面的程序会发生什么？让我们找出来：

packagemain

import(
"fmt"
)

funcassert(iinterface{}){
s:=i.(int)
fmt.Println(s)
}
funcmain(){
varsinterface{}="StevenPaul"
assert(s)
}1234567891011121314

在上面的程序中，我们将实际类型为string的变量s传递给assert函数，assert函数尝试从其中提取出一个int值。该程序会触发panic：panic:interfaceconversion:interface{}isstring,notint。

为了解决以上问题，我们可以使用下面的语法：

v,ok:=i.(T)1

如果i的具体类型是T，则v将具有i的实际值，ok为true。

如果i的具体类型不是T，则ok将为false，v将具有T的0值，程序不会触发panic。

packagemain

import(
"fmt"
)

funcassert(iinterface{}){
v,ok:=i.(int)
fmt.Println(v,ok)
}
funcmain(){
varsinterface{}=56
assert(s)
variinterface{}="StevenPaul"
assert(i)
}12345678910111213141516

当StevenPaul传递给assert函数，ok将是false因为i的实际类型不是int并且v的值将是0（int的0值）。程序将输出：

56true
0false12

TypeSwitch

类型分支（typeswitch）用来将一个接口的具体类型与多个case语句指定的类型进行比较。这很像普通的switch语句。唯一不同的是typeswitch中case指定的是类型，而普通的switch语句中case指定的是值。

typeswitch的语法与类型断言和很相似。在类型断言i.(T)中，将类型T替换为关键字type就变成了typeswitch。让我们通过下面的程序看看它是如何工作的。

packagemain

import(
"fmt"
)

funcfindType(iinterface{}){
switchi.(type){
casestring:
fmt.Printf("Iamastringandmyvalueis%s\n",i.(string))
caseint:
fmt.Printf("Iamanintandmyvalueis%d\n",i.(int))
default:
fmt.Printf("Unknowntype\n")
}
}
funcmain(){
findType("Naveen")
findType(77)
findType(89.98)
}123456789101112131415161718192021

上面的程序中，第8行，switchi.(type)是一个typeswitch。每一个case语句都将i的实际类型和case指定的类型相比较。如果一个case匹配，则打印相应的语句。程序的输出为：

IamastringandmyvalueisNaveen
Iamanintandmyvalueis77
Unknowntype123

在第20行，89.98是flaot64类型，并不匹配任何一个case。因此在会后一行打印：Unknowntype。

也可以将类型和接口进行比较。如果我们有一个类型，并且该类型实现了一个接口，那么这个类型可以和它实现的接口进行比较。

让我们写一个程序来更清楚地了解这一点。

packagemain

import"fmt"

typeDescriberinterface{
Describe()
}
typePersonstruct{
namestring
ageint
}

func(pPerson)Describe(){
fmt.Printf("%sis%dyearsold",p.name,p.age)
}

funcfindType(iinterface{}){
switchv:=i.(type){
caseDescriber:
v.Describe()
default:
fmt.Printf("unknowntype\n")
}
}

funcmain(){
findType("Naveen")
p:=Person{
name:"NaveenR",
age:25,
}
findType(p)
}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233

在上面的程序中，Person结构体实现了Describer接口。在第19行的case语句，v和Describe接口进行比较。由于p实现了Describer接口因此这个case匹配成功，在第32行findType(p)中Person的Describe()方法被调用。

程序的输出为：

unknowntype
NaveenRis25yearsold12

接口第一部分的内容到这里就介绍完了。我们将在下一篇教程继续讨论接口的第二部分。感谢阅读。

原文链接：