接口与反射

接口是什么

Go 语言不是一种 “传统” 的面向对象编程语言：它里面没有类和继承的概念。

但是 Go 语言里有非常灵活的 接口 概念，通过它可以实现很多面向对象的特性。接口提供了一种方式来 说明 对象的行为：如果谁能搞定这件事，它就可以用在这儿。

接口定义了一组方法（方法集），但是这些方法不包含（实现）代码：它们没有被实现（它们是抽象的）。接口里也不能包含变量。

通过如下格式定义接口：

type Namer interface {Method1(param_list) return_typeMethod2(param_list) return_type...
}

不像大多数面向对象编程语言，在 Go 语言中接口可以有值，一个接口类型的变量或一个 接口值 ：var ai Namer，ai 是一个多字（multiword）数据结构，它的值是 nil。它本质上是一个指针，虽然不完全是一回事。指向接口值的指针是非法的，它们不仅一点用也没有，还会导致代码错误。

类型（比如结构体）实现接口方法集中的方法，每一个方法的实现说明了此方法是如何作用于该类型的：即实现接口，同时方法集也构成了该类型的接口。实现了 Namer 接口类型的变量可以赋值给 ai （接收者值），此时方法表中的指针会指向被实现的接口方法。当然如果另一个类型（也实现了该接口）的变量被赋值给 ai，这二者（译者注：指针和方法实现）也会随之改变

• 类型不需要显式声明它实现了某个接口：接口被隐式地实现。多个类型可以实现同一个接口。

• 实现某个接口的类型（除了实现接口方法外）可以有其他的方法。

• 一个类型可以实现多个接口。

• 接口类型可以包含一个实例的引用， 该实例的类型实现了此接口（接口是动态类型）。

​
package main
​
import "fmt"
​
type Sharper interface {Area() float32
}
​
type Square struct {side float32
}
​
func (sq *Square) Area() float32 {return sq.side * sq.side
}
​
func main() {sq := new(Square)sq.side = 6
​var area Sharperarea = sqfmt.Printf("the result is %f", area.Area())
}​

接口嵌套接口

type ReadWrite interface {Read(b Buffer) boolWrite(b Buffer) bool
}
​
type Lock interface {Lock()Unlock()
}
​
type File interface {ReadWriteLockClose()
}

一个接口类型的变量 varI 中可以包含任何类型的值，必须有一种方式来检测它的 动态 类型，即运行时在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。通常我们可以使用 类型断言 来测试在某个时刻 varI 是否包含类型 T 的值：

v := varI.(T)       // unchecked type assertion

更安全的方式是使用以下形式来进行类型断言：

if v, ok := varI.(T); ok {  // checked type assertionProcess(v)return
}
// varI is not of type T

类型判断：type-switch

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

测试一个值是否实现了某个接口

type Stringer interface {String() string
}
​
if sv, ok := v.(Stringer); ok {fmt.Printf("v implements String(): %s\n", sv.String()) // note: sv, not v
}

空接口

概念

空接口或者最小接口 不包含任何方法，它对实现不做任何要求：

type Any interface {}

任何其他类型都实现了空接口（它不仅仅像 Java/C# 中 Object 引用类型），any 或 Any 是空接口一个很好的别名或缩写。

空接口类似 Java/C# 中所有类的基类： Object 类，二者的目标也很相近。

可以给一个空接口类型的变量 var val interface {}赋任何类型的值。

package main
​
import "fmt"
​
var i = 5
var str = "ABC"
​
type Person struct {name stringage  int
}
​
type Any interface{}
​
func main() {var val Anyval = 5fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)val = strfmt.Printf("val has the value: %v\n", val)pers1 := new(Person)pers1.name = "Rob Pike"pers1.age = 55val = pers1fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)switch t := val.(type) {case int:fmt.Printf("Type int %T\n", t)case string:fmt.Printf("Type string %T\n", t)case bool:fmt.Printf("Type boolean %T\n", t)case *Person:fmt.Printf("Type pointer to Person %T\n", t)default:fmt.Printf("Unexpected type %T", t)}
}

反射包

方法和类型的反射

变量的最基本信息就是类型和值：反射包的 Type 用来表示一个 Go 类型，反射包的 Value 为 Go 值提供了反射接口。

两个简单的函数，reflect.TypeOf 和 reflect.ValueOf，返回被检查对象的类型和值。例如，x 被定义为：var x float64 = 3.4，那么 reflect.TypeOf(x) 返回 float64，reflect.ValueOf(x) 返回 <float64 Value>

通过反射修改 (设置) 值

package main
​
import ("fmt""reflect"
)
​
func main() {var x float64 = 3.4v := reflect.ValueOf(x)// setting a value:// v.SetFloat(3.1415) // Error: will panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable valuefmt.Println("settability of v:", v.CanSet())v = reflect.ValueOf(&x) // Note: take the address of x.fmt.Println("type of v:", v.Type())fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())v = v.Elem()fmt.Println("The Elem of v is: ", v)fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())v.SetFloat(3.1415) // this works!fmt.Println(v.Interface())fmt.Println(v)
}

反射结构体

package main
​
import ("fmt""reflect"
)
​
type NotknownType struct {s1, s2, s3 string
}
​
func (n NotknownType) String() string {return n.s1 + " - " + n.s2 + " - " + n.s3
}
​
// variable to investigate:
var secret interface{} = NotknownType{"Ada", "Go", "Oberon"}
​
func main() {value := reflect.ValueOf(secret) // <main.NotknownType Value>typ := reflect.TypeOf(secret)    // main.NotknownType// alternative://typ := value.Type()  // main.NotknownTypefmt.Println(typ)knd := value.Kind() // structfmt.Println(knd)
​// iterate through the fields of the struct:for i := 0; i < value.NumField(); i++ {fmt.Printf("Field %d: %v\n", i, value.Field(i))// error: panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field//value.Field(i).SetString("C#")}
​// call the first method, which is String():results := value.Method(0).Call(nil)fmt.Println(results) // [Ada - Go - Oberon]
}

接口与动态类型

Go 的动态类型

Go 没有类：数据（结构体或更一般的类型）和方法是一种松耦合的正交关系。

Go 中的接口跟 Java/C# 类似：都是必须提供一个指定方法集的实现。但是更加灵活通用：任何提供了接口方法实现代码的类型都隐式地实现了该接口，而不用显式地声明。

动态方法调用

Go 的实现通常需要编译器静态检查的支持：当变量被赋值给一个接口类型的变量时，编译器会检查其是否实现了该接口的所有函数。如果方法调用作用于像 interface{} 这样的 “泛型” 上，你可以通过类型断言来检查变量是否实现了相应接口。

显式地指明类型实现了某个接口

如果你希望满足某个接口的类型显式地声明它们实现了这个接口，你可以向接口的方法集中添加一个具有描述性名字的方法。例如：

type Fooer interface {Foo()ImplementsFooer()
}

空接口和函数重载

在 Go 语言中函数重载可以用可变参数 ...T 作为函数最后一个参数来实现。如果我们把 T 换为空接口，那么可以知道任何类型的变量都是满足 T (空接口）类型的，这样就允许我们传递任何数量任何类型的参数给函数，即重载的实际含义。

接口的继承

当一个类型包含（内嵌）另一个类型（实现了一个或多个接口）的指针时，这个类型就可以使用（另一个类型）所有的接口方法。

类型可以通过继承多个接口来提供像 多重继承 一样的特性

Go 中的面向对象

Go 没有类，而是松耦合的类型、方法对接口的实现。

OO 语言最重要的三个方面分别是：封装，继承和多态，在 Go 中它们实现如下：

• 封装（数据隐藏）：和别的 OO 语言有 4 个或更多的访问层次相比，Go 把它简化为了 2 层（导出和不可导出）

  • 包范围内的：通过标识符首字母小写，对象 只在它所在的包内可见

  • 可导出的：通过标识符首字母大写，对象 对所在包以外也可见

• 继承：用组合实现：内嵌一个（或多个）包含想要的行为（字段和方法）的类型；多重继承可以通过内嵌多个类型实现

• 多态：用接口实现：某个类型的实例可以赋给它所实现的任意接口类型的变量。类型和接口是松耦合的，并且多重继承可以通过实现多个接口实现。Go 接口不是 Java 和 C# 接口的变体，而且：接口间是不相关的，并且是大规模编程和可适应的演进型设计的关键。