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理解和使用 Go 接口

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理解和使用 Go 接口

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Go 语言也提供了接口类型,使得我们可以面向接口编程,将实现和接口分离。在我看来,软件的抽象之美也应该以此来表达,和 Java 语言不同的是 Go 并不是那么 “强制”,它使用了一种 鸭子类型 的方式让动态类型成为可能。

Duck Typing

在 Go 中没有 implementsextends 这种关键字,这对我们而言反倒轻松了一些,它认为 Go 的接口就像鸭子测试里的描述:

当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子,那么这只鸟就可以被称为鸭子。

在鸭子类型中,关注点在于对象的行为,能作什么;而不是关注对象所属的类型。例如,在不使用鸭子类型的语言中,我们可以编写一个函数,它接受一个类型为 “鸭子” 的对象,并调用它的 “走” 和 “叫” 方法。

在使用鸭子类型的语言中,这样的一个函数可以接受一个任意类型的对象,并调用它的 “走” 和 “叫” 方法。如果这些需要被调用的方法不存在,那么将引发一个运行时错误。

任何拥有这样的正确的 “走” 和 “叫” 方法的对象都可被函数接受的这种行为引出了以上表述,这种决定类型的方式因此得名。

举个例子

我们用 Go 语言来实现一个鸭子类型:

type Duck interface {     Swim()    // 游泳     Feathers() // 羽毛 } 

这里使用 Go 提供的 interface 关键字定义了一个鸭子接口类型,这个接口中提供了鸭子的两种行为:游泳和羽毛是什么样的,但是没有提供实现。

我们见过的鸭子类型可多了去了,下面是你可能见过的:

理解和使用 Go 接口

组合接口

现在我们给鸭子再添加一种嘎嘎叫的能力,一种方式是在原有的接口上添加 “嘎嘎叫” 方法,这样做的话就表示所有的鸭子都应该拥有此能力,假设我们的玩具鸭并不能开口嘎嘎叫,所以它没有这种能力。这时候我们可以将会嘎嘎叫的鸭子单独定义一种类型,在 Go 可以使用组合的方式来实现:

type QuackDuck interface {     Quack()  // 嘎嘎叫     Duck     // 嵌入接口 } 

这样 QuackDuck 类型就拥有了之前 Duck 提供的两种抽象能力,同时还应该拥有嘎嘎叫的能力。

接口实现

前面我们只给出了鸭子的能力定义,还没有任何实现,由于 Go 中没有继承和实现的关键字,想成为上述接口的实现非常简单,只要实现它们定义的方法就可以了。

// RealDuck - 真正的鸭子 type RealDuck struct { }  func (RealDuck) Swim() {     fmt.Println("用鸭璞向后划水") }  func (RealDuck) Feathers() {     fmt.Println("遇到水也不会湿的羽毛") }  func (RealDuck) Quack() {     fmt.Println("嘎~ 嘎~ 嘎~") }  // ToyDuck - 玩具鸭 type ToyDuck struct { }  func (ToyDuck) Swim() {     fmt.Println("以固定的速度向前移动") }  func (ToyDuck) Feathers() {     fmt.Println("白色的固定的塑料羽毛") } 

可以看到我们定义了两种鸭子类型,一种是真正的鸭子,它还多实现了一种嘎嘎叫方法,另一个玩具鸭子只有游泳和羽毛这两种行为。

这个编程方式和我们写普通的结构体方法没什么区别,只是对应的方法签名相同,其实这种方式在 Go 语言的标准库中有特别多的应用,比如:io.Readerio.Writerio.Closer

接口使用

接下来我们可以使用一下这个类型了:

var duck Duck duck = ToyDuck{} duck.Swim() duck.Feathers() 

输出

以固定的速度向前移动 白色的固定的塑料羽毛 

由于玩具鸭没有嘎嘎叫的能力,所以如果你这么写编译无法通过

理解和使用 Go 接口


我们也可以用一种工厂的方式来进行调用:

func Factory(name string) Duck {     switch name {     case "toy":         return &ToyDuck{}     case "real":         return &RealDuck{}     default:         panic("No such duck")     } }  func main() {     duck := Factory("toy")     duck.Swim()     duck.Feathers() } 

小结

其实这就是 Go 中的多态体现,仔细体会其中的味道,在阅读其他源码的时候你会更加熟练。但是也有一个问题当代码工程庞大的时候你很难知道一个接口体到底实现了哪些接口,不过有幸的是我们生在最智能的 IDE 时代,在 GoLand 中可以帮你提示 😀

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