接口概览
接口大概理解 | 接口类型是队其他类型行为的概括与抽象 |
接口类型中,包含函数声明,但没有数据变量 | |
接口的作用 | 通过使用接口,可以写出更加灵活和通用的函数,这些函数不用绑定在一个特定的类型实现上 |
Go 接口特征 | 很多面向对象的语言都有接口这个概念,Go 语言的接口的独特之处在于,Go 接口是 "隐式实现" 也就是说,对于一个具体的类型 T ,无须声明类型 T 实现了哪些接口,只要提供接口所必需的方法即可 解释 :没有具体的语法,显式地表明一个具体类实现(继承)了某个接口;只要这个具体类实现(重写)了某个接口中的函数,那么这个具体类就是实现了该接口 这种接口的 "隐式实现" ,可以无须改变具体类的实现,就可以为具体类创建新的接口(功能),对于那些不能修改包的类型,这一点特别有用 |
什么是接口
具体类型 | (i). 之前介绍的都是具体类型 (ii). 具体类型指定了所含数据的精确布局,还暴露了基于数据精确布局的内部操作 比如数值有算术操作,对于 slice 类型有索引 、append 、range 等操作 (iii). 具体类型还能通过新增方法来提供额外的能力 总之,如果知道了一个具体类型的数据,就精确地知道了该类型是什么以及能干什么 |
接口 | Go 语言中,还有另外一种类型称为 "接口类型" (i). "接口" 是一种 "抽象类型" (ii). 接口没有暴露所含数据的布局或者内部结构,也没有对于数据的操作,接口所提供的只是一些方法 (iii). 如果得到一个接口类型的值,则无法知道它是什么,只知道该接口值能做什么 说的直白一点,接口就是只包含函数声明的类,而且没有成员数据 |
示例 | 下面使用两个类似的函数,实现字符串的格式化 :fmt.Printf 和 fmt.Sprintf fmt.Printf 把结果发送到标准输出(标准输出其实就是一个文件) fmt.Sprintf 把结果以 string 类型返回 格式化是这两个函数中最复杂的部分,如果仅仅因为两个函数在输出方式上的轻微差异,就需要把格式化部分在。两个函数中重复实现一遍,那就太糟糕了; 幸运的是,通过接口机制可以解决这个问题; 其实,两个函数都封装了第三个函数 fmt.Fprintf ,而这个函数对结果实际输出到哪里毫不关心 : package fmt func Fprintf( w io.Writer,format string,args ...interface{} ) ( int,error ) func Printf( format string,args ...interface{} ) ( int,error ) { return Fprintf(os.Stdout ,format ,args...) } func Sprintf( format string,args ...interface{} ) string { var buf bytes.Buffer Fprintf(&buf ,format ,args...) return buf.String() } |
说明 | (i). Fprintf 的前缀 F 指文件,表示格式化的输出会写入第一个实参所指代的文件 (ii). 对于 Printf ,第一个实参就是 os.Stdout ,它属于 *os.File 类型 (iii). 对于 Sprintf ,尽管第一个实参不是文件,但第一个实参模拟了一个文件 : &buf 就是一个指向内存缓冲区的指针,与文件类似,该缓冲区可以写入多个字节 (iv). 其实,Fprintf 的第一个形参也不是文件类型,而是 io.Writer 接口类型,其声明如下: package io // Writer 接口封装了基础的写入方法 type Writer interface { // Write 从 p 向底层数据流写入 len(p) 个字节的数据 // 返回实际写入的字节数 ( 0 <= n <= len(p) ) // 如果没有写完,那么会返回遇到的错误 // 在 Write 返回 n < len(p) 时,err 必须为非 nil // Write 不允许修改 p 的数据,即使是临时修改 // // 实现时不允许残留 p 的引用 Write( p []byte ) ( n int ,err error ) } io.Writer 接口定义了 Fprintf 和调用者之间的约定: 在使用函数 Fprintf 时,给到的第一个实参类型应该实现了接口 io.Writer 一方面,这个约定,要求调用者提供的具体类型(比如 *os.File 或 *bytes.Buffer)包含一个与其(接口中的方法签名)签名和行为一致的 Write 方法 签名一致,就是说,具体类型中,也有一个如下的,完全一样的方法 Write(p []byte) (n int , err error ) 行为一致,就是说,Write 从 p 向底层数据流写入 len(p) 个字节的数据,这里的底层数据流是数据的终点,这个终点相当于具体类型的一个成员;也就是说,方法 Write 会把数据写入具体类型中,而这个数据来源就是格式化字符串 另一方面,这个约定保证了 Fprintf 能使用任何满足 io.Writer 接口的参数; Fprintf 只需要能调用参数(具体类型)的 Write 函数,无须假设 Write 写入的是一个文件还是一段内存(只要能写入数据即可) 因为 fmt.Fprintf 仅依赖于 io.Writer 接口所约定的方法,对参数的具体类型没有要求,所以我们可以用任何满足(实现)io.Writer 接口的具体类型作为 fmt.Fprintf 的第一个实参 这种可以把一种类型替换为满足同一接口的另一种类型的特性,称为 "可取代性" ,这也是面向对象语言的典型特征 |
代码测试 | 创建一个新类型来测试一下这个特性。如下所示的 *ByteCounter 类型的 Write 方法仅仅统计传入数据的字节数,然后就不管那些数据了 (下面的代码中出现的类型转换是为了让 len(p) 和 *c 满足 += 操作) type ByteCounter int func (c *ByteCounter) Write(p []byte) (int,error) { *c += ByteCounter(len(p)) // 转换 int 为 ByteCounter 类型 return len(p) ,nil } 因为 *ByteCounter 满足 io.Writer 接口的约定,所以能在 Fprintf 中使用 ByteCounter ,Fprintf 察觉不到这种类型差异,ByteCounter 也能正确地累积格式化后结果的长度 var c ByteCounter c.Write([]byte("hello")) fmt.Println(c) // "5",= len("hello") c = 0 // 重置计数器 var name = "Dolly" fmt.Fprintf(&c,"hello,%s",name) fmt.Println(c) // "12",= len("hello,Dolly") |
除了 io.Writer 之外,fmt 包还有一个重要的接口 Fprintf 和 Fprintln 提供了一个让类型控制如何输出自己的机制 给 Celsius 类型定义了一个 String 方法,这样可以输出 "100℃" 这样的结果; 给 *IntSet 类型加了一个 String 方法,这样可以输出类似 "{1 2 3}" 的传统集合表示形式 定义一个 String 方法就可以让类型满足这个广泛使用的接口 fmt.Stringer : package fmt // 在字符串格式化时如果需要一个字符串 // 那么就调用这个方法来把当前值转换为字符串 // Print 这种不带格式化参数的输出方式也是调用这个方法 type Stringer interface { String() string } |
接口类型(声明)
接口是隐式实现 :
一个接口类型定义了一套方法,如果一个具体类型要实现该接口,那么必须实现接口类型定义中的所有方法
声明接口的几种方式
前提说明:
io.Writer 是一个广泛使用的接口,负责所有可以写入字节的类型的抽象,包括文件 、内存缓冲区 、网络连接 、HTTP 客户端 、打包器(archiver)、散列器(hasher)等;
io 包还定义了很多有用的接口;
Reader 就抽象了所有可以读取字节的类型,Closer 抽象了所有可以关闭的类型,比如文件或者网络连接
注意 :Go 语言的单方法接口的命名约定
说明 :字节流的最终目的地,位于具体类型中,接口是具体类型的抽象或者说概括
基础接口声明
package io
type Reader interface {Read(p []byte) (n int, err error)
}type Closer interface {Close() error
}
方式一(组合接口)
可以通过组合已有接口得到新接口;
下面这种声明接口的方式,称为 "嵌入式接口"
与嵌入式结构类似,可以直接使用一个接口,而不用逐一写出这个接口包含的方法
type ReadWriter interface {ReaderWriter
}type ReadWriteCloser interface {ReaderWriterCloser
}
方式二(组合方法)
尽管不够简洁,但是可以不用嵌入式来声明 io.ReadWriter
type ReadWriter interface {Read(p []byte) (n int, err error)Write(p []byte) (n int, err error)
}
方式三(组合接口、方法)
可以混合使用两种方式
type ReadWriter interface {Read(p []byte) (n int, err error)Writer
}
总结:
三种声明的效果都是一样的;
方法定义的顺序也是没有影响的,真正有意义的只有接口的方法集合
隐式实现 | 一个接口类型定义了一套方法,如果一个具体类型要实现该接口,那么必须实现接口类型定义中的所有方法 |
声明接口的几种方式 | |
前提说明 | io.Writer 是一个广泛使用的接口,负责所有可以写入字节的类型的抽象,包括文件 、内存缓冲区 、网络连接 、HTTP 客户端 、打包器(archiver)、散列器(hasher)等; io 包还定义了很多有用的接口; Reader 就抽象了所有可以读取字节的类型,Closer 抽象了所有可以关闭的类型,比如文件或者网络连接 注意 :Go 语言的单方法接口的命名约定 说明 :字节流的最终目的地,位于具体类型中,接口是具体类型的抽象或者说概括 |
基础接口声明 | package io type Reader interface { Read(p []byte) ( n int ,err error ) } type Closer interface { Close() error } |
方式一 (组合接口) | 另外,还可以通过组合已有接口得到新接口 type ReadWriter interface { Reader Writer } type ReadWriteCloser interface { Reader Writer Closer } 上面这种声明接口的方式,称为 "嵌入式接口" 与嵌入式结构类似,可以直接使用一个接口,而不用逐一写出这个接口包含的方法 |
方式二 (组合方法) | 如下所示,尽管不够简洁,但是可以不用嵌入式来声明 io.ReadWriter type ReadWriter interface { Read(p [ ]byte) ( n int ,err error ) Write(p [ ]byte) (n int ,err error) } |
方式三 (组合接口、方法) | 也可以混合使用两种方式 type ReadWriter interface { Read(p [ ]byte) ( n int ,err error ) Writer } |
三种声明的效果都是一样的; 方法定义的顺序也是没有影响的,真正有意义的只有接口的方法集合 |
接口实现
示例:使用 flag.Value 来解析参数