Golang 接口(interface) 简介和入门使用

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原文链接: https://typonotes.com/posts/2023/02/28/devopscamp-interface-sample/

上下文 interface 应该是 Go语言 中一个极其重要的 基石 概念了。

这里有一篇 Go 语言设计与实现 - 接口 interface ， 是目前我学习的资料中 完成度 和 友善度 都很高的一篇文章。

在 go v1.18 中， interface 有了一个别名 any。 所以在说 interface 和 any 的时候， 其实说的是相同的东西。

interface 的使用场景到处都是。 还记得我们之前说的 JSON 和 YAML 的配置文件处理吗？

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// json.Marshal
func Marshal(v any) ([]byte, error) {
// ....
}

看完文章， 你至少应该知道

  1. 什么是 鸭式对象 ？
  2. 怎么使用 接口断言 ？

鸭式对象

先来说说 鸭式对象: 叫的像鸭子， 走路像鸭子， 那它就是鸭子。

  1. 我们对鸭子下一个定义， 1. 发出嘎嘎的叫声， 2. 走路一摇一摆， 然后规定 任何满足这两个条件的 都是鸭子
  2. 我们拿着定义去对比。
    1. 有一个 人 是演员， 他能模仿鸭子发出嘎嘎声， 也能模仿鸭子一摇一摆的走路。 那么， 这个人能被认为是鸭子。
    2. 有一个 玩具 ， 能发出嘎嘎声， 也能一摇一摆的就走。 那么， 这个玩具也能被认为是鸭子。

简单的说， 接口就是 白名单定义， 满足白名单要求就行。

在上面描述中， 已经提到了接口的两个重要概念： 定义 与 实现。

(1) 叫做 接口定义

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type Duck interface{
    Quack()
    Walk()
}

(2) 叫做 接口实现

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// 人
type Person struct{}
func (p *Person) Quack(){}
func (p *Person) Walk(){}

// 玩具
type Toy struct{}
func (t *Toy) Quack(){}
func (t *Toy) Walk(){}

通过案例讲解

我们知道， 人和大熊猫都是哺乳动物

  1. 他们都会 吃 (Eat) 吃东西， 区别是 人吃饭， 熊猫吃竹子
  2. 更大的不同是， 人会 读书 (Read)， 熊猫不会。
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func Eating(v any){
    v.Eat() // output: ???
}

func WhoAreYou(v any){
    // ???? 
}

接口定义

我们回到作业要求， 要求实现 动物 和 人 两种接口。 要求

  1. 动物接口需要实现 吃 这个动作。
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type Animal interface{
    Eat()
}
  1. 人接口 除了需要吃之外 ， 还需要 读书 这个动作。
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type Human interface{
    Eat()
    Read()
}

这种 直接为人定义两种方法 的方式是可以的， 但是当以后我们要扩展动物接口， 添加 Walk 的时候， 也必须要为人添加 Walk 才行。 久而久之， 不仅难以管理， 还无法从字面值上看到人和动物的关系。

那有没有更简单的方式呢？ 有！ 接口嵌套， Go 语言中没有继承概念。

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type Human interface{
    Read()
    Animal
}

接口实现

我们定两个 struct， 分别是 Panda 和 Child

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type Panda struct{}

func (p *Panda) Eat(){
    fmt.Println("熊猫吃竹子")
}

// 

type Child struct{}

func (c *Child) Eat(){
    fmt.Println("人吃饭")
}

func (c *Child) Read(){
    fmt.Println("人还会读书")
}

这样， 小孩和熊猫的结构对象就定义好了， 他们实现了各自的方法。 并且满足之前人和动物的接口。

接口检查

在书写代码的过程中， 要检查一个结构对象是否完全 实现了接口对应的所有方法， 避免在运行调用的时候才发现。

可以使用以下代码

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var _ Person = &Child{}

这是一个 变量定义并赋值 的语句。 特殊的地方在于， 变量名使用了 下划线_。

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var peppa Person = &Child{} // 把 _ 换成了 peppa

如此操作

  1. 编译器在书写的时候就会进行语法检查。
  2. 创建的 不存在变量 最终会被丢弃。

接口断言

在日常使用中， 我们可以通过 断言 将 接口A 转换成 接口B。

类似的， 就像问一头 熊猫 是不是 人？

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func WhoAreYou(v any){
    animal, ok := v.(Animal)  // 断言， 判断 any 是否为能转换为 Animal
    if ok {
        animal.Eat()
    }

    child, ok := animal.(Human) // 断言
    if ok {
        child.Read()
    }
}

断言 返回的 第二个结果（ok） 是可以省略的。 不过这种用法需要用在我们能 保证 转换一定成功的情况下。

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animal := child.(Animal)

在这里， Human 嵌套了 Animal 方法， 所以转换一定成功。