Golang基础(8)：go interface接口

一：接口概要

接口是一种重要的类型，他是一组确定的方法集合。

一个接口变量可以存储任何实现了接口方法的具体值。
一个重要的例子就是io.Reader和io.Writer

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
    Write(p []byte)(n int, err error)
}

如果一个方法实现了io.Reader或者io.Writer里的方法，那么它便实现了io.Reader 或 io.Writer 。这就

意味着一个io.Reader 变量可以持有任何一个实现了Read方法的类型的值 [1]

例 1：
var r io.Reader
r = os.Stdin
os.Stdin 在 os 包中定义：

var (
    Stdin = NewFile(uintptr(syscall.Stdin), "/dev/stdin")
    Stdout = NewFile(uintptr(syscall.Stdout), "/dev/stdout")
)

NewFile 返回的是一个 *File 结构体，在 os/types.go, File 结构体代码，里面是一个匿名的file结构体

// File represents an open file descriptor.
type File struct {
    *file // os specific
}

file也是一个结构体，os/file_plan9.go

type file struct {
    fd int
    name string
    dirinfo *dirInfo // nil unless directory being read
}

这个 File 结构体实现了 Read(p []byte) (n int, err error) 方法，而这个刚好是接口 io.Reader 里的方法
所以os.Stdin 可以赋值给 io.Reader

例 2：
var r io.Reader
r = bufio.NewReader(r)

在包 bufio.go

// NewReader returns a new Reader whose buffer has the default size.
func NewReader(rd io.Reader) *Reader {
    return NewReaderSize(rd, defaultBufSize)
}

func NewReaderSize(rd io.Reader, size int) *Reader {
  // Is it already a Reader?
  b, ok := rd.(*Reader)
    if ok && len(b.buf) >= size {
    return b
  }
  if size < minReadBufferSize {
    size = minReadBufferSize
  }
  r := new(Reader)
  r.reset(make([]byte, size), rd)
  return r
}

2）上面[1]中下划线接口变量可以持有任何一个实现了Read方法的类型的值，那么接口变量又是什么呢?
变量里是具体值和这个值类型

3）一个类型实现了 interface 中的所有方法，我们就说该类型实现了该 interface，
所以所有的类型都实现了 empty interface，因为任何类型至少有0个方法。
go中没有显示的关键字来实现interface，只需要实现interface包含的方法即可

二：接口定义

interface类型定义

type interfaceNamer interface {
    Method1(param_list) return_type
    Method2(param_list) return_type
    ...
}

按照约定，只包含一个方法的）接口的名字由方法名加 [e]r 后缀组成，例如 Printer、Reader、Writer、Logger、Converter 等等。还有一些不常用的方式（当后缀 er 不合适时），比如 Recoverable，此时接口名以 able 结尾，或者以 I 开头（像 .NET 或 Java 中那样）

接口可以屏蔽内部细节，和具体的实现方法。只关注我需要做什么，而不关注怎么做

三：接口和方法，实现接口的方法

示例：

package main

import (
    "fmt"
)

type Ager interface {
    Get() int
    Set(int)
}

type Student struct {
    Age int
}

func (s Student) Get() int {
    return s.Age
}

func (s *Student) Set(age int) {
    s.Age = age
}

func funone(ager Ager) {
    ager.Set(10)
    fmt.Println(ager.Get())
}

func main() {
    //=== 第一部分 stu 可以作为一个变量传递给函数，因为它作为一个struct实现了接口里面的方法
    stu := Student{}
    funone(&stu)
    //=== 第二部分 i 作为一个接口变量，它存储了实现了这个接口方法的类型的值
    var i Ager
    i = &stu
    fmt.Println(i.Get())
}

在上面程序中，定义来一个名为Ager的 interface 接口，里面定义了2个方法Get() , Set(), 定义了一个 student 的结构体，并且结构体实现了 interface 里面的2个方法Get，Set，我们就说结构体实现了这个接口
定义了一个 funcone 的函数，里面参数ager是一个interface类型（interface类型作为函数参数），那么实现了这个接口的任何变量都可以作为参数传递给 funcone 了，（在 main 函数中第一部分注释）
interface变量存储了实现者变量的值（main函数中的第二部分注释），所以它又可以调用结构体的方法

一个类型实现了接口里的所有方法，那么这个类型就实现了这个接口

四：接口嵌套

一个接口可以包含一个或者多个其他接口

相当于直接将这些内嵌接口的方法加入到了外层接口中，相当于组合了方法

还是拿最典型的 Reader 和 Writer 接口

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

如果一个类型既实现了 Reader 接口，也实现了Writer接口，那么它就自动实现了 ReadWriter 接口
接口和结构体的定义很相似，也可以完成嵌入接口的功能，嵌入的匿名的接口，可以自动的具备被嵌入的接口的方法

五：空interface

interface{} 空interface，它能存储任意类型的值，它相当于 c 系的 void * 类型

定义一个空接口

var i interface{}
s := "hello"
num : 10
i = s
i = num

空接口在打印包中的应用，它又是一个可变长参数 fmt/print.go

func Println(a ...interface{}) (n int, err error) {
    return Fprintln(os.Stdout, a...)
}

六：类型断言

既然接口类型能够实现多种类型的值，那么我们应该有一种方式来检测这种动态类型的值，即运行时变量中存储的值的实际类型。在执行过程中动态类型可能会有所不同，但是它总是可以分配给接口变量本身的类型。

那就是类型断言
1）：type-ok 形式
1.1：第一种
直接判断是否是某类型的变量 value,ok = element.(T), 这里value是变量的值，ok是bool类型， element必须是一个 interface 变量， T是断言的类型

1.2 第二种简单形式：
value := element.(T)

示例：

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Square struct {
    side float32
}

type Circle struct {
    radius float32
}

type Shaper interface {
    Area() float32
}

func main() {
    var area Shaper
    sq1 := new(Square)
    sq1.side = 5

    area = sq1
    //is Square the type of area
    if t, ok := area.(*Square); ok {
        fmt.Printf("The type of area is: %T 
", t)
    }

    if u, ok := area.(*Circle); ok {
        fmt.Printf("The type of area is: %T 
", u)
    } else {
        fmt.Println("area does not cotain a variable of type Cicle")
    }
    //输出结果
    // go run assert1.go
    // The type of area is: *main.Square
    // area does not cotain a variable of type Cicle

}

func (sq *Square) Area() float32 {
    return sq.side * sq.side
}

func (ci *Circle) Area() float32 {
    return ci.radius * ci.radius * math.Pi
}

2）：switch 形式
上面也可以用 switch的形式

switch t := area.(type) {
case *Square:
   fmt.Printf("Type Square %T with value %v
", t, t)
case *Circle:
       fmt.Printf("Type Circle %T with value %v
", t, t)
    case nil:
        fmt.Printf("nil value: nothing to check?
")
    default:
    fmt.Printf("Unexpected type %T
", t)
}

参考：
1. http://wiki.jikexueyuan.com/project/the-way-to-go/11.4.html
2. https://research.swtch.com/interfaces
3. https://blog.golang.org/laws-of-reflection