go语言之接口

Posted 2021-11-27 liucsxiaoxiaobai

一：接口的基本概念

1 接口声明

接口字面量，接口命名类型，接口声明使用interface关键字。

　　1）接口字面量类型声明语法如下：

interface{
      methodSignature1    
      methodSignature1    
}

  　　2）接口命名类型使用type关键字声明

type   interfaceName interface {
       MethodSignature1
       MethodSignature2
}

接口定义大括号内可以是方法声明的集合，也可以嵌入另一个接口类型匿名字段，还可以是二者的混合。
接口支持嵌入匿名接口宇段，就是一个接口定义里面可以包括其他接口， Go编译器会自动进行展开 理，

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 
}
type ReadWr ter interface { 
    Reader 
    Wr te(p []byte) (n int, err error) 
}
type ReadWriter interface { 
    Read(p []byte) (n int, err error) 
    Write(p []byte) (n nt err error)
}

　　3)方法声明

MethodName (InputTypeList)OutputTypeList 

  　  4)声明新接口类型的特点

(I）接口的命名一般以“er ”结尾
(2）接口定义的内部方法声明不需要 func 引导。
(3）在接口定义中，只有方法声明没有方法实现。

2 接口初始化

单纯地声明一个接口变量没有任何意义，接口只有被初始化为具体的类型时才有意义。接口作为
一个胶水层或抽象层，起到抽象和适配的作用 。没有初始化的接口变量，其默认值是 nil。

3 接口绑定具体类型的实例的过程称为接口初始化。接口变量支持两种直接初始化方法

　　1)实例赋值接口

如果具体类型实例的方法集是某个接口的方法集的超集，则称该具体类型实现了接口，可
以将该具体类型的实例直接赋值给接口类型的变 ，此时编译器会进行静态的类型检查。接口
被初始化后，调用接口的方法就相当于调用接口绑定的具体类型的方法，这就是接口调用的语义。

　　2）接口变 赋值接口变量

已经初始化的接口类型变量a直接赋值给另一种接口变量b ，要求b的方法集是a的方法即
的子集 此时 Go 编译器会在编译时进行方法集静态检查 这个过程也是接口初始化的一种
方式，此时接口变量 绑定的具体实例是接口变量 绑定的具体实例的副本。

file ,_ := os .OpenFile (” notes.txt”, os.O_RDWR |os.O CREATE , 0755 ) 
var rw io .ReadWriter = file 
//io.ReadWriter 口可以直接赋位给 io.Writer接口变量
var  w  o.Writer = rw 

4 接口方法的调用

接口方法调用和普通的函数调用是有区别的。接口方法调用的最终地址是在运行期决定的，
将具体类型变量赋值给接口后，会使用具体类型的方法指针初始化接口变量，当调用接口变量的方法时，
实际上是间接地调用实例的方法。接口方法调用不是 种直接的调用，有 定的运行时开销

　　直接调用禾初始化的接口变 的方法会产生 panic 。

package main
type printer interface {
    Print()
}
type S struct {}
func (s S) Print()  {
    println("print")
}
func main()  {
    var i  printer
    //没有初始化的接口调用其他方法会产生panic
    //必须初始化
    i = S{}
    i.Print()
}

5 接口动态类型和静态类型

　　1）动态类型

接口绑定的具体实例的类型称为接口的动态类型。接口可以绑定不同类型的实例，所以接
口的动态类型是随着其绑定的不同类型实例而发生变化的。

　　2） 静态类型

接口被定义时， 其类型就已经被确定 这个类型 接口的静态类型。接口的静态类型在其
定义 就被确定，静态类型的本质特征就是接口的方法签名集合。两个接口如果方法签名集合
相同（方法的顺序可以不同），则这两个接口在语义上完全等价，它们之间不需要强制类型转换就可以相互赋值。
原因是 Go 编译器校验接口是否能赋值，是比较二者的方法集，而不是看具体接口类型名。

二： 接口运算

1 语法：

i.(TypeNname) 

 i必须是接口变 ，如果是具体类型变量，则编译器会报 on interface type xxx on left, 
TypeNname 可以是接口类型名，也可以是具体类型名。

2 接口查询的两层含义

(1)如果 TypeNname 是一个具体类型名，则类型断言用于判断接口变量 绑定的实例类
型是否就是具体类型 TypeNname
(2)如果 TypeName 是一个接口类型名，则类型断言用于判断接口变量 绑定的实例类型
是否同时实现了 TypeName 接口。

3 接口断言的两种语法表现

　　直接赋值模式

o := i.(TypeName)

　　语义分析：

(1) TypeNam 是具体类型名，此时如果接 绑定的实例类型就是具体类型 TypeName,
变量 。的类型就是 TypeName 变量。的值就是接口绑定的实例值的副本（当然实例可能是
指针值，那就是指针值的副本）
(2) TypeName 是接口类型名 如果接口i绑定的实例类型满足接口类型 TypeName ，则变量o
的类型就是接口类型 TypeName，o底层绑定的具体类型实例是i绑定的实例的副本（当然实例可能是指针值，那就是指针值的副本〉。
(3）如果上述两种情况都不满足， 则程序抛 panic

　　示例

package main

import "fmt"

type Inter interface {
    Ping()
    Pang()
}
type Anter interface {
    Inter
    String()
}
type St struct {
    Name string
}

func (St) Ping() {
    println("ping")
}
func (*St) Pang()  {
    println("pang")
}
func main()  {
    st := &St{"andes"}
    var i  interface{}=st
    //判断i绑定的实例是否实现了接口类型Inter
    o  :=i.(Inter)
    o.Ping()
    o.Pang()
    //如下语句会引发panic，因为i没有实现接口Anter
    //p :=i.(Anter)
    //p.String()
    //判断 i绑定的实例是否就是具体类型St
    s := i.(*St)
    fmt.Printf("%s",s.Name)
}

4  comma,ok 表达模式如下

if o,ok :=i.(TypeName);ok{
}

　　语法分析

(1)TypeName是具体类型名，此时如果接口i绑定的实例类型就是具体类型TypeName,则ok为true变量。变量o的类型就是TypeName，
变量o的值就是接口绑定的实例值的副本（当然实例可能是指针值，那就是指针值的副本）
(2)TypeName是接口类型名，此时如果接口i绑定的实例类型满足接口类型TypeName,则ok为true，变量o的类型就是接口类型 
TypeName,o底层绑定的具体类型实例是i绑定的实例的副本（当然实例可能是指针值，那就是指针值的副本）。
(3）如果上述两个都不满足，则 ok为 false 变量o是TypeName 类型的“零值”，此种条
件分支下程序逻辑不应该再去引用o，因为此时的o没有意义

　　示例：

package main

import (
    "fmt"
)

type Inter interface {
    Ping()
    Pang()
}
type Anter interface {
    Inter
    String()
}
type St struct {
    Name string
}
func (St) Ping(){
    println("ping")
}
func (*St) Pang(){
    println("pang")
}
func main(){
    st :=  &St{"andes"}
    var i  interface{} = st
        //判断i绑定的实例是否实现了接口类型Inter
    if o,ok  := i.(Inter);ok{
        o.Ping()  //ping
        o.Pang()  //pang
    }
    if p,ok  := i.(Anter);ok{
        //i没有实现接口Anter，所以程序不会执行到这里
        p.String()
    }
    //判断i 绑定的实例是否就是具体类型St
    if s,ok  := i.(*St);ok{
        fmt.Printf("%s",s.Name)  //andes
    }
}

5  类型查询

　　语法格式：

switch v ：＝工. (type) { 
case typel : 
xx xx 
case type2 : 
xx xx 
default : 
xx xx 

　　语义分析：

语义：
1 查询一个接口变量底层绑定的底层变量的具体类型是什么，
2 查询接口变量绑定的底层变量是否实现了其他接口

　　1）i 必须是接口类型

描述：
具体类型实例的类型是静态的 在类型声明后就不再变化，所 具体类型的变量不存在类
型查询 类型查询一定是对一个接口变量进行操作。也 就是说，上文中的i必须是接口变
如果 是未初始 接口变量，则的值是nil 。

var i io.Reader
switch v := i.(type) { //此处i是为未初始化的接口变量，所以v为nil
    case nil : 
        fmt.Printf( " %T\n ”，v )  //<nil> 
    default : 
        fmt.Printf (”default”) 
}

( 2 ) case 字句后面可 m~ 非接口类型名，也可以跟接口类型名，匹配是按照 case 子句的
顺序进行的。

如果 case 后面是一个接口类型名，且接口变量 绑定的实例类型实现了该接口类型的方法
，则匹配成功，v的类型是接口类型，v底层绑定的实例是 绑定具体类型实例的副本。

　　示例：

package main

import (
    "io"
    "log"
    "os"
)

func main()  {
    f,err := os.OpenFile ("notes.txt",os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0755)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer f.Close()
    var i io.Reader = f
    switch v :=i.(type) {
        //i的绑定的实例是*osFile类型，实现 io.ReadWriter接口，所以case匹配成功
        case io.ReadWriter:
            //v是io.ReadWriter 接口类型，所以可以调用Write方法
            v.Write( []byte ("io.ReadWriter\n" ))
        //由于上一个case 已经匹配，就算这个case 也匹配，也不会走到这里
        case *os.File:
            v.Write ([]byte ("*os.File\n"))
            v.Sync ()
        default:
        return
    }
}

如果case后面跟着多个类型，使用逗号分隔，接口变量i绑定的实例类型只要和其中一个类型匹配，
则直接使用o赋值给 v，相当于v := o 这个语法有点奇怪，按理说编译器不应该允许这种操作，
语言实现者可能想让 type switch 语句和普通的 sw itch 语句保持一样的语法规则，允许发生这种情况。

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "log"
    "os"
)

func main(){
    f,err := os.OpenFile("notes1.txt",os.O_RDWR|os.O_CREATE,0756)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer f.Close()
    var i  io.Reader = f
    switch v  := i.(type) {
    //多个类型，f满足其中任何一个就算匹配
    case *os.File,io.ReadWriter:
        //此时相当于执行v :=i ,v和i是等价的，使用v没有意义
        if v==i{
            fmt.Println(true) //true
        }
    default:
        return
    }
}

6 标准库的使用

　　格式：

switch i := i.(type) { 
}

　　类型查询和类型断言

(1）类型查询和类型断言具有相同的语义，只是语法格式不同。 二者都能判断接口变量绑
定的实例的具体类型，以及判断接口变量绑定的实例是否满足另一个接口类型。
(2）类型查询使用 case 字句一次判断多个类型，类型断言一次只能判断一个类型，
当然类型断言也可以使用 if else if 语句达到同样的效果

7  接口优点和使用形式

　　接口优点

（1）解祸：复杂系统进行垂 和水平的分割是常用的设计手段，在层与层之间使用接口进
行抽象和解辑是 种好的编程策略 Go 的非侵入式的接口使层与层之间的代码更加干净，
具体类型和实现的接口之间不需要显式声明，增加了接口使用的自由度

（2）实现泛型：由于现阶段Go语言还不支持泛型，使用空接口作为函数或方法参数能够用在需要泛型的场景中

　　接口的使用形式

（3）作为结构 嵌字段。
（2）作为函数或方法的形参。
（3）作为函数或方法的返回值。
（4）作为其他接口定义的嵌入宇段。

三： 空接口

概述：
没有任何方法的接口，我们称之为空接 。空接口表示为 inte rface{}

用途：
空接口和泛型
Go 语言没有泛型， 如果一个函数需要接收任意类型的参数， 则参数类型可以使用空接口，这是弥补没有泛型的一种手段
//典型的就是 fmt 标准 里面的 print 函数
func Fprint (w io.Writer, a . . . interface(}) (n int, err error) 
空接口和反射
空接口是反射实现 基础 反射库就是将相关具体的类型转换并赋值给空接 后才去处理，

1 空接口和nil

空接口不是真的为空，接口有类型和值两 概念

示例

package main
import (
    "fmt"
)
type Inter interface {
    Ping()
    Pang()
}
type St struct {}

func (St) Ping(){
    println("ping")
}
func (*St) Pang(){
    println("pang")     //pamg
}
func main(){
    var st *St = nil
    var it Inter = st

    fmt.Printf("%p\n",st)  //0x0

    fmt.Printf("%p\n",it)  //0x0

    if it !=nil {
        it.Pang()
        //下面的语句会导致 panic
        //方法转换为函数调用，第 一个参数是St类型,由于 St是nil ，无法获取指针所指的
        //对象佳，所以导致 panic
        //it.Ping
    }
}

四： 接口的内部实现（这个涉及底层很多东西，我不会）