Go之interface的具體使用
淺顯地了解了一下 Go,發(fā)現(xiàn) Go 語法的設(shè)計非常簡潔,易于理解。正應(yīng)了 Go 語言之父 Rob Pike 說的那句“Less is more”—— 大道至簡。
下面就具體的語法特性說說我自己的體會。
interface
概覽
與通常以類型層次與繼承為根基的面向?qū)ο笤O(shè)計(OOP)語言(如C++、Java)不同,Go 的核心思想就是組合(composition)。Go 進(jìn)一步解耦了對象與操作,實現(xiàn)了真正的鴨子類型(Duck typing):一個對象如果能嘎嘎叫那就能當(dāng)做鴨子,而不是像 C++ 或 Java 那樣需要類型系統(tǒng)去保證:一個對象先得是只鴨子,然后才能嘎嘎叫。
type Duck interface {
Quack()
}
type Animal struct {
name string
}
func (animal Animal) Quack() {
fmt.Println(animal.name, ": Quack! Quack! Like a duck!")
}
func main() {
unknownAnimal := Animal{name: "Unknown"}
var equivalent Duck
equivalent = unknownAnimal
equivalent.Quack()
}
運(yùn)行上面的代碼輸出:
Unknown : Quack! Quack! Like a duck!
下面用 Java 語言來實現(xiàn):
interface Duck {
void Quack();
}
class SomeAnimal implements Duck {
String name;
public SomeAnimal(String name) {
this.name = name;
}
public void Quack() {
System.out.println(name + ": Quack! Quack! I am a duck!");
}
}
public class Test {
public static void main(String []args){
SomeAnimal unknownAnimal = new SomeAnimal("Unknown");
Duck equivalent = unknownAnimal;
equivalent.Quack();
}
}
兩相比較就能看出:Go 將對象與對其的操作(方法或函數(shù))解耦得更徹底。Go 并不需要一個對象通過類型系統(tǒng)來保證實現(xiàn)了某個接口(is a),而只需要這個對象實現(xiàn)了某個接口的方法即可(like a),而且類型聲明與方法聲明或?qū)崿F(xiàn)也是松耦合的形式。如果稍微轉(zhuǎn)換一下方法的實現(xiàn)方式:
func (animal Animal) Quack() {
fmt.Println(animal.name, ": Quack! Quack! Like a duck!")
}
為:
func Quack(animal Animal) {
fmt.Println(animal.name, ": Quack! Quack! Like a duck!")
}
是不是就和普通方法并無二致了?
在深入淺出 Cocoa 之消息一文中我曾分析過 Objective C 的消息調(diào)用過程:
Bird * aBird = [[Bird alloc] init]; [aBird fly];
中對 fly 的調(diào)用,編譯器通過插入一些代碼,將之轉(zhuǎn)換為對方法具體實現(xiàn) IMP 的調(diào)用,這個 IMP 是通過在 Bird 的類結(jié)構(gòu)中的方法鏈表中查找名稱為 fly 的選擇子 SEL 對應(yīng)的具體方法實現(xiàn)找到的,編譯器會將消息調(diào)用轉(zhuǎn)換為對消息函數(shù) objc_msgSend的調(diào)用:
objc_msgSend(aBird, @selector(fly));
無論是 Objective C 的消息機(jī)制還是 Qt 中的 Signal/Slot 機(jī)制,可以說都是在嘗試將對象本身(數(shù)據(jù))與對對象的操作(消息)解耦,但 Go 將這個工作在語言層面做得更加徹底,這樣不僅避免多重繼承問題,還體現(xiàn)出面向?qū)ο笤O(shè)計中最要緊的事情:對象間的消息傳遞。
實現(xiàn)
interface 實際上就是一個結(jié)構(gòu)體,包含兩個成員。其中一個成員是指向具體數(shù)據(jù)的指針,另一個成員中包含了類型信息??战涌诤蛶Х椒ǖ慕涌诼杂胁煌旅娣謩e是空接口和帶方法的接口是使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
struct Eface
{
Type* type;
void* data;
};
struct Iface
{
Itab* tab;
void* data;
};
struct Itab
{
InterfaceType* inter;
Type* type;
Itab* link;
int32 bad;
int32 unused;
void (*fun[])(void);
};
struct Type
{
uintptr size;
uint32 hash;
uint8 _unused;
uint8 align;
uint8 fieldAlign;
uint8 kind;
Alg *alg;
void *gc;
String *string;
UncommonType *x;
Type *ptrto;
};
先看Eface,它是interface{}底層使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)域中包含了一個void*指針,和一個類型結(jié)構(gòu)體的指針。interface{}扮演的角色跟C語言中的void*是差不多的,Go中的任何對象都可以表示為interface{}。不同之處在于,interface{}中有類型信息,于是可以實現(xiàn)反射。
不同類型數(shù)據(jù)的類型信息結(jié)構(gòu)體并不完全一致,Type是類型信息結(jié)構(gòu)體中公共的部分,其中size描述類型的大小,UncommonType是指向一個函數(shù)指針的數(shù)組,收集了這個類型的具體實現(xiàn)的所有方法。
在reflect包中有個KindOf函數(shù),返回一個interface{}的Type,其實該函數(shù)就是簡單的取Eface中的Type域。
Iface和Eface略有不同,它是帶方法的interface底層使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。data域同樣是指向原始數(shù)據(jù)的,Itab中不僅存儲了Type信息,而且還多了一個方法表fun[]。一個Iface中的具體類型中實現(xiàn)的方法會被拷貝到Itab的fun數(shù)組中。
Type的UncommonType中有一個方法表,某個具體類型實現(xiàn)的所有方法都會被收集到這張表中。reflect包中的Method和MethodByName方法都是通過查詢這張表實現(xiàn)的。表中的每一項是一個Method,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
struct Method
{
String *name;
String *pkgPath;
Type *mtyp;
Type *typ;
void (*ifn)(void);
void (*tfn)(void);
};
Iface的Itab的InterfaceType中也有一張方法表,這張方法表中是接口所聲明的方法。其中每一項是一個IMethod,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:
struct IMethod
{
String *name;
String *pkgPath;
Type *type;
};
跟上面的Method結(jié)構(gòu)體對比可以發(fā)現(xiàn),這里是只有聲明沒有實現(xiàn)的。
Iface中的Itab的func域也是一張方法表,這張表中的每一項就是一個函數(shù)指針,也就是只有實現(xiàn)沒有聲明。
類型轉(zhuǎn)換時的檢測就是看Type中的方法表是否包含了InterfaceType的方法表中的所有方法,并把Type方法表中的實現(xiàn)部分拷到Itab的func那張表中。
注意事項
一個interface在沒有進(jìn)行初始化時,對應(yīng)的值是nil。也就是說:
var v interface{}
此時v就是一個nil。在底層存儲上,它是一個空指針。
與之不同的情況
var obj *T
var v interface{}
v = obj
此時v是一個interface,它的值是nil,也就是說其data域為空,但它自身不為nil。
下面來看個例子就明白了:
Go語言中的error類型實際上是抽象了Error()方法的error接口:
type error interface {
Error() string
}
有如下代碼:
type Error struct {
errCode uint8
}
func (e *Error) Error() string {
switch e.errCode {
default:
return "unknown error"
}
}
func test_checkError() {
var e *Error
if e == nil {
fmt.Println("e is nil")
} else {
fmt.Println("e is not nil")
}
var err error
err = e
if err == nil {
fmt.Println("err is nil")
} else {
fmt.Println("err is not nil")
}
}
運(yùn)行test_checkError()輸出:
e is nil
err is not nil
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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