Go 系列教程 ——第 19 部分：接口

Posted 2021-03-12 marshhu

实现接口：指针接受者与值接受者

在请你阅读接口(一)上的所有示例中，我们都是使用值接受者（Value Receiver）来实现接口的。我们同样可以使用指针接受者（Pointer Receiver）来实现接口。只不过在用指针接受者实现接口时，还有一些细节需要注意。我们通过下面的代码来理解吧

package main

import "fmt"

type Describer interface {
    Describe()
}
type Person struct {
    name string
    age  int
}

func (p Person) Describe() { // 使用值接受者实现
    fmt.Printf("%s is %d years old
", p.name, p.age)
}

type Address struct {
    state   string
    country string
}

func (a *Address) Describe() { // 使用指针接受者实现
    fmt.Printf("State %s Country %s", a.state, a.country)
}

func main() {
    var d1 Describer
    p1 := Person{"Sam", 25}
    d1 = p1
    d1.Describe()
    p2 := Person{"James", 32}
    d1 = &p2
    d1.Describe()

    var d2 Describer
    a := Address{"Washington", "USA"}

    /* 如果下面一行取消注释会导致编译错误：
       cannot use a (type Address) as type Describer
       in assignment: Address does not implement
       Describer (Describe method has pointer
       receiver)
    */
    //d2 = a

    d2 = &a // 这是合法的
    // 因为在第 22 行，Address 类型的指针实现了 Describer 接口
    d2.Describe()

}

在上面程序中的第 13 行，结构体font使用值接受者，实现了Describer接口。

我们在讨论方法的时候就已经提到过，使用值接受者声明的方法，既可以用值来调用，也能用指针调用。不管是一个值，还是一个可以解引用的指针，调用这样的方法都是合法的。

p1的类型是Person，在第 29 行，p1赋值给了d1。由于Person实现了接口变量d1，因此在第 30 行，会打印Sam is 25 years old。

接下来在第 32 行，d1又赋值为&p2，在第 33 行同样打印输出了James is 32 years old。棒棒哒。:)

在 22 行，结构体Address使用指针接受者实现了Describer接口。

在上面程序里，如果去掉第 45 行的注释，我们会得到编译错误：main.go:42: cannot use a (type Address) as type Describer in assignment: Address does not implement Describer (Describe method has pointer receiver)。这是因为在第 22 行，我们使用Address类型的指针接受者实现了接口Describer，而接下来我们试图用a来赋值d2。然而a属于值类型，它并没有实现Describer接口。你应该会很惊讶，因为我们曾经学习过，使用指针接受者的方法，无论指针还是值都可以调用它。那么为什么第 45 行的代码就不管用呢？

其原因是：对于使用指针接受者的方法，用一个指针或者一个可取得地址的值来调用都是合法的。但接口中存储的具体值（Concrete Value）并不能取到地址，因此在第 45 行，对于编译器无法自动获取a 的地址，于是程序报错。

第 47 行就可以成功运行，因为我们将a的地址&a赋值给了d2。

程序的其他部分不言而喻。该程序会打印：

Sam is 25 years old
James is 32 years old
State Washington Country USA

实现多个接口

类型可以实现多个接口。我们看看下面程序是如何做到的。

package main

import (
    "fmt"
)

type SalaryCalculator interface {
    DisplaySalary()
}

type LeaveCalculator interface {
    CalculateLeavesLeft() int
}

type Employee struct {
    firstName string
    lastName string
    basicPay int
    pf int
    totalLeaves int
    leavesTaken int
}

func (e Employee) DisplaySalary() {
    fmt.Printf("%s %s has salary $%d", e.firstName, e.lastName, (e.basicPay + e.pf))
}

func (e Employee) CalculateLeavesLeft() int {
    return e.totalLeaves - e.leavesTaken
}

func main() {
    e := Employee {
        firstName: "Naveen",
        lastName: "Ramanathan",
        basicPay: 5000,
        pf: 200,
        totalLeaves: 30,
        leavesTaken: 5,
    }
    var s SalaryCalculator = e
    s.DisplaySalary()
    var l LeaveCalculator = e
    fmt.Println("
Leaves left =", l.CalculateLeavesLeft())
}

上述程序在第 7 行和第 11 行分别声明了两个接口：SalaryCalculator和LeaveCalculator。

第 15 行定义了结构体Employee，它在第 24 行实现了SalaryCalculator接口的DisplaySalary方法，接着在第 28 行又实现了LeaveCalculator接口里的CalculateLeavesLeft方法。于是Employee就实现了SalaryCalculator和LeaveCalculator两个接口。

第 41 行，我们把e赋值给了SalaryCalculator类型的接口变量 ，而在 43 行，我们同样把e赋值给LeaveCalculator类型的接口变量 。由于e的类型Employee实现了SalaryCalculator和LeaveCalculator两个接口，因此这是合法的。

该程序会输出：

Naveen Ramanathan has salary $5200
Leaves left = 25

接口的嵌套

尽管 Go 语言没有提供继承机制，但可以通过嵌套其他的接口，创建一个新接口。

我们来看看这如何实现。

package main

import (
    "fmt"
)

type SalaryCalculator interface {
    DisplaySalary()
}

type LeaveCalculator interface {
    CalculateLeavesLeft() int
}

type EmployeeOperations interface {
    SalaryCalculator
    LeaveCalculator
}

type Employee struct {
    firstName string
    lastName string
    basicPay int
    pf int
    totalLeaves int
    leavesTaken int
}

func (e Employee) DisplaySalary() {
    fmt.Printf("%s %s has salary $%d", e.firstName, e.lastName, (e.basicPay + e.pf))
}

func (e Employee) CalculateLeavesLeft() int {
    return e.totalLeaves - e.leavesTaken
}

func main() {
    e := Employee {
        firstName: "Naveen",
        lastName: "Ramanathan",
        basicPay: 5000,
        pf: 200,
        totalLeaves: 30,
        leavesTaken: 5,
    }
    var empOp EmployeeOperations = e
    empOp.DisplaySalary()
    fmt.Println("
Leaves left =", empOp.CalculateLeavesLeft())
}

在上述程序的第 15 行，我们创建了一个新的接口EmployeeOperations，它嵌套了两个接口：SalaryCalculator和LeaveCalculator。

如果一个类型定义了SalaryCalculator和LeaveCalculator接口里包含的方法，我们就称该类型实现了EmployeeOperations接口。

在第 29 行和第 33 行，由于Employee结构体定义了DisplaySalary和CalculateLeavesLeft方法，因此它实现了接口EmployeeOperations。

在 46 行，empOp的类型是EmployeeOperations，e的类型是Employee，我们把empOp赋值为e。接下来的两行，empOp调用了DisplaySalary()和CalculateLeavesLeft()方法。

该程序输出：

Naveen Ramanathan has salary $5200
Leaves left = 25

接口的零值

接口的零值是nil。对于值为nil的接口，其底层值（Underlying Value）和具体类型（Concrete Type）都为nil。

package main

import "fmt"

type Describer interface {
    Describe()
}

func main() {
    var d1 Describer
    if d1 == nil {
        fmt.Printf("d1 is nil and has type %T value %v
", d1, d1)
    }
}

上面程序里的d1等于nil，程序会输出：

d1 is nil and has type <nil> value <nil>

对于值为nil的接口，由于没有底层值和具体类型，当我们试图调用它的方法时，程序会产生panic异常。

package main

type Describer interface {
    Describe()
}

func main() {
    var d1 Describer
    d1.Describe()
}

在上述程序中，d1等于nil，程序产生运行时错误panic： panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference [signal SIGSEGV: segmentation violation code=0xffffffff addr=0x0 pc=0xc8527]。

接口的介绍到此结束。祝你愉快。

作者：Nick Coghlan
译者：Noluye
校对：polaris1119

本文由 GCTT 原创编译，Go 中文网 荣誉推出