一 前序

很多時(shí)候我們以為自己懂了，但內(nèi)心深處卻偶有困惑，知識(shí)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模加欣Щ缶褪遣欢?，很幸運(yùn)通過(guò)大量代碼的磨練，終于看清困惑，并弄懂了。

本篇包括結(jié)構(gòu)體，類型， 及 接口相關(guān)知識(shí)，希望對(duì)大家有所啟發(fā)。

二 事出有因

搞golang也有三四個(gè)年頭了，大小項(xiàng)目不少，各種golang書籍資料也閱無(wú)數(shù)，今天突然被一個(gè)報(bào)錯(cuò)搞懵了。演示代碼如下:

type MyErr struct{}
func(this MyErr)Error()string{
    return "myerr"
}
func main(){
    var Err *MyErr
    errors.As(MyErr{},Err) //這一句
}

errors.As是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的判斷錯(cuò)誤類型的一個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)，按照如上寫法他運(yùn)行報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)內(nèi)容如下:

panic: errors: target must be a non-nil pointer
goroutine 1 [running]:
errors.As({0x107e280, 0x11523f8}, {0x104f3e0, 0x11523f8})
        D:/GO/src/errors/wrap.go:84 +0x3e5
github.com/pkg/errors.As(...)
        D:/GO/gopath/pkg/mod/github.com/pkg/errors@v0.9.1/go113.go:31
main.main()
        H:/information/demo1/main.go:19 +0x31
exit status 2

errors.As 方法簽名

func As(err error, target interface{}) bool

起初我沒有太關(guān)心報(bào)錯(cuò)結(jié)果，我第一感覺是指針類型實(shí)現(xiàn)接口有問(wèn)題，于是又改實(shí)現(xiàn)方法，又折騰變量，有時(shí)候ide提示方法未實(shí)現(xiàn)，有時(shí)候運(yùn)行報(bào)錯(cuò)，偶有成功，為啥成功我也不知道。

突然我發(fā)現(xiàn)我對(duì)接口一直都停留在會(huì)用的基礎(chǔ)上，所有結(jié)構(gòu)體方法接受者都用指針，所有結(jié)構(gòu)體實(shí)例都用指針，一方面保證接口方法都能實(shí)現(xiàn)，另一方面減少對(duì)象拷貝，減少內(nèi)存用量。

于是帶著這個(gè)問(wèn)題開始了刨根問(wèn)題。在查閱資料中又發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題。

• 指針方法集包括結(jié)構(gòu)體所有方法，值方法集不包括指針方法集，為啥一個(gè)指針或者一個(gè)值實(shí)例可以調(diào)用所有方法。方法集的本質(zhì)是啥？

type T struct{}
func (t T) Get() {
	fmt.Println("this is Get")
}
func (t *T) Set() {
	fmt.Println("this is set")
}
func main() {
	var a T
	a.Set()
	a.Get()
	(&a).Get()
	(&a).Set()
}

• 為啥有時(shí)候指針對(duì)象無(wú)法調(diào)用非指針方法？如開始的err例子。
• 嵌入類型的結(jié)構(gòu)體，面對(duì)指針和值實(shí)例，方法集規(guī)律是啥？
• 接口到底是啥？nil又是啥？
• 結(jié)構(gòu)體體結(jié)構(gòu)到底是怎么樣的？
• 實(shí)例結(jié)構(gòu)又如何？怎么通過(guò)實(shí)例找到相應(yīng)的方法？
• 。。。

三 結(jié)構(gòu)體與實(shí)例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1. 結(jié)構(gòu)體類型

結(jié)構(gòu)體就是一個(gè)模板，用于生成實(shí)例用的，包括最基本的屬性集，值的方法集，指針方法集。

type T struct{
    Num int
}
func (t T) Get() int{
	fmt.Println("this is Get")
        return t.Num
}
func (t *T) Set(i int) {
	fmt.Println("this is set")
        t.Num = i
}

這就是一個(gè)定義的結(jié)構(gòu)體。

func (t T) Get() 該方法的接受者 t是一個(gè)實(shí)例值，所以該方法稱為值方法。

func (t *T) Set() 該方法的接受者 t 是一個(gè)指針，所以該方法成為指針方法。

2. 實(shí)例

實(shí)例就是結(jié)構(gòu)體實(shí)例化后的變量，用T類型說(shuō)明。

    var a T
    var b *T
    var c = T{1}
    var d = &T{1}

這四種實(shí)例定義發(fā)生了什么？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如何？

實(shí)例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括三部分。

• 頭部信息，說(shuō)明實(shí)例大小，實(shí)例是指針還是非指針等
• 值，指針時(shí)候是指向?qū)嵗牡刂?，非指針時(shí)候是具體的屬性值
• 類型

實(shí)例a是一個(gè)空結(jié)構(gòu)體實(shí)例，其特點(diǎn)是a雖然沒有顯示賦值，但是會(huì)默認(rèn)創(chuàng)建一個(gè)a實(shí)例，其中的屬性都是"類型零值"。

實(shí)例b是一個(gè)指針類型，特點(diǎn)是沒有被初始化，指針未任何實(shí)例。

實(shí)例c是一個(gè)顯示賦值的實(shí)例，和a區(qū)別就是Num初始化值不再是"類型零值"，而是1。

實(shí)例d就有點(diǎn)復(fù)雜了，他會(huì)有個(gè)實(shí)例及指針兩種數(shù)據(jù)，指針指向?qū)嵗?。?shí)例初始化非"類型零值"。

關(guān)于圖中地址的說(shuō)明，所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最終都是內(nèi)存中的一段連續(xù)代碼，都有開始地址，其他需要使用該數(shù)據(jù)的地方都是通過(guò)該地址找到這段內(nèi)存信息的。當(dāng)然要說(shuō)到代碼，內(nèi)存，虛擬地址，堆棧，程序運(yùn)行，會(huì)有很多內(nèi)容，這里只要知道通過(guò)地址能找到該數(shù)據(jù)信息即可。

注意，上圖也僅僅只是示意圖，幫助理解。其中類型指針實(shí)現(xiàn)并不是一個(gè)真的指針而是一個(gè)關(guān)于類型元信息的偏移地址。

3 方法調(diào)用

結(jié)合上面的圖，說(shuō)一下方法調(diào)用問(wèn)題。為啥值方法和指針方法都可以調(diào)用所有方法，并且都能成功，并且修改都可以成功。

	a.Get()
	a.Set(2)
	// b.Get() 編譯器通過(guò) 運(yùn)行不通過(guò)
	b.Set(3)
	c.Get()
	c.Set(4)
	d.Get()
	d.Set(5)

3.1 方法表達(dá)式

實(shí)例的方法調(diào)用的本質(zhì)是函數(shù)，類似python，編譯器調(diào)用該函數(shù)時(shí)候默認(rèn)的第一個(gè)參數(shù)是實(shí)例值或者實(shí)例指針。

T.Get(a)

（*T）.Set(b，2)

通過(guò)類型直接調(diào)用類型中的函數(shù)，這就是方法表達(dá)式調(diào)用。真實(shí)的實(shí)例調(diào)用，也是通過(guò)找到類型并調(diào)用類型的方法。關(guān)于"方法表達(dá)式"這個(gè)詞出自《go語(yǔ)言核心編程》第三章，類型系統(tǒng)，有興趣的可以看看。

方法表達(dá)式有個(gè)特點(diǎn)，就是不會(huì)被自動(dòng)轉(zhuǎn)換，通過(guò)方法表達(dá)式可以清楚知道值方法集或指針方法集是否有該方法。

在沒有說(shuō)到接口之前，判斷一個(gè)方法是否屬于方法集用這個(gè)方法表達(dá)式是比較方便的。

3.2 值實(shí)例調(diào)用所有方法

a和c本質(zhì)是一樣的，只是初始值不一樣。拿c做例子進(jìn)行講解。

c.Get() == T.Get(a)

上邊代碼這個(gè)不用解釋太多，就是c實(shí)例通過(guò)類型信息找到相關(guān)的值方法進(jìn)行調(diào)用。

c.Set() == (&c).Set(4) == (*T).Set(c,4)

上邊代碼 c中對(duì)應(yīng)的T中方法并不包含Set方法。

T.Set() 你會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò) T中沒有Set方法

但*T中有方法Set，這時(shí)候編譯器會(huì)生成一個(gè)*c，指針對(duì)象，在通過(guò)該對(duì)象調(diào)用Set方法。雖然通過(guò)指針對(duì)象調(diào)用Set但確實(shí)把c對(duì)象中的Num修改成功了，因?yàn)橹羔樦赶虻恼莄實(shí)例。如下圖：

這就是為啥實(shí)例方法集中沒有Set方法，也可以調(diào)用Set方法，編譯器進(jìn)行了自動(dòng)轉(zhuǎn)換，而這樣設(shè)計(jì)是合理的，通過(guò)Set操作，c實(shí)例中的Num確實(shí)變成4，符合預(yù)期。

3.3 指針實(shí)例調(diào)用所有方法

b和d都是指針實(shí)例，看看上圖關(guān)于b和d的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，這兩個(gè)圖里最大的區(qū)別就是有沒有匿名實(shí)例，b因?yàn)槭强罩羔槢]有指向任何實(shí)例，所以只有類型信息。

編譯器知道你是個(gè)指針，查看類型中的所有方法，包括值方法和指針方法，有Set和Get所以編譯通過(guò)，但是在運(yùn)行的時(shí)候，因?yàn)槭强罩羔?，無(wú)法找到值的方法Get，所以運(yùn)行時(shí)候報(bào)錯(cuò) panic: errors: target must be a non-nil pointer

d因?yàn)橹赶蛞粋€(gè)實(shí)例，所以順著這個(gè)實(shí)例找到Get方法進(jìn)行調(diào)用,這都是編譯器自動(dòng)進(jìn)行的。

d.Get() == (&d).Get() == (T).Get(*d)

通用使用方法表達(dá)式，也可以知道指針方法集中是沒有Get方法的。

(*T).Get() 編譯器不會(huì)通過(guò) 說(shuō)明指針方法集中確實(shí)沒有Get函數(shù) 所以只能通過(guò)轉(zhuǎn)化成實(shí)例來(lái)調(diào)動(dòng)Get方法

這種自動(dòng)轉(zhuǎn)化及操作的結(jié)果也是符合預(yù)期的，拿到了d指針指向的實(shí)例的數(shù)據(jù)。

3.4 空指針無(wú)法調(diào)用值方法

在回過(guò)頭看最初的err問(wèn)題，原因就出在給了一個(gè)空指針，要通過(guò)一個(gè)空指針找到一個(gè)值方法，但是運(yùn)行時(shí)候無(wú)法找到，所以panic了

四 接口

正常情況下，值實(shí)例還是指針實(shí)例都可以調(diào)用所有方法，并且修改都可以成功，那為什么要區(qū)分值的方法集和指針的方法集，這就不得不提接口。

方法集是給接口準(zhǔn)備。

方法集是"符合預(yù)期"的。

可以說(shuō)因?yàn)榻涌诘男枰艜?huì)有方法集概念，只有接口中的方法與方法集中的方法相匹配時(shí)候，該方法集的實(shí)例才是該接口的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。

可是問(wèn)題又來(lái)了，明明一個(gè)實(shí)例對(duì)象不管是指針還是非指針實(shí)例都可以執(zhí)行全部的方法，技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)，為什么還要區(qū)分指針非指針方法？這是因?yàn)?quot;不符合預(yù)期"，為什么，為什么"不符合預(yù)期"，看下邊解釋。

1 接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

要說(shuō)明白接口和方法集的關(guān)系不是一件容易的事，先從接口結(jié)構(gòu)說(shuō)起。

接口類型跟struct類型不同，字面上看，接口只有方法頭，沒有屬性。

接口實(shí)例跟一般的struct實(shí)例也不一樣，它是一種動(dòng)態(tài)的實(shí)例，只有接口實(shí)例被具體實(shí)例(值或指針)賦值的時(shí)候，接口實(shí)例才能確定。如下圖。

接口實(shí)例跟結(jié)構(gòu)體實(shí)例類似，也包括兩部分，值和類型。

接口中的值是動(dòng)態(tài)的，當(dāng)被具體結(jié)構(gòu)體實(shí)例賦值時(shí)候才能確定該值。該值就是結(jié)構(gòu)體實(shí)例的值的拷貝，當(dāng)實(shí)例是非指針時(shí)候會(huì)把數(shù)據(jù)都拷貝過(guò)來(lái)，當(dāng)是實(shí)例是指針時(shí)候會(huì)把指針拷貝過(guò)來(lái)。golang中一切賦值都是拷貝，包括接口賦值，也是因?yàn)榭截惒艜?huì)有很多"不符合預(yù)期的"結(jié)果。

接口中的類型包括動(dòng)態(tài)類型和自身的接口類型，自身類型沒啥好說(shuō)的，看上圖就明白了，主要是動(dòng)態(tài)類型，這個(gè)是存儲(chǔ)了當(dāng)前賦值的結(jié)構(gòu)體實(shí)例的類型。

2 接口賦值

以下面的接口賦值代碼進(jìn)行說(shuō)明解釋。

package main
type I interface {
	Get() int
	Set(i int)
}
type T struct {
	Num int
}
func (t T) Get() int {
	return t.Num
}
func (t *T) Set(num int) {
	t.Num = num
}
func main() {
	var a T
	var b *T
	var c = T{}
	var d = &T{}
	var ia I = a //編譯不通過(guò) 方法集不匹配
	var ib I = b //編譯通過(guò) 運(yùn)行會(huì)報(bào)錯(cuò) panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
	var ic I = c //編譯不通過(guò) 方法集不匹配
	var id I = d
}

例子代碼很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)接口類型I，一個(gè)struct類型T，其實(shí)現(xiàn)了值Get方法，指針Set方法。

上邊代碼中a，b，c，d已經(jīng)在上部分進(jìn)行過(guò)講解了。

ia，ib，ic，id賦值過(guò)程如下圖：

值方法集

ia，ic接口對(duì)象其實(shí)在編輯階段IDE就會(huì)給出報(bào)錯(cuò)提示，實(shí)例和接口不匹配，因?yàn)閍和c實(shí)例方法集中只有一個(gè)Get函數(shù)，可以通過(guò)前邊提到的"表達(dá)式方法"進(jìn)行驗(yàn)證，這里通過(guò)IDE提示也知道缺少Set函數(shù)。

那么問(wèn)題來(lái)了，在第一部分單獨(dú)a，c對(duì)象是可以調(diào)用所有方法，這里接口實(shí)現(xiàn)為啥要弄出個(gè)方法集進(jìn)行限制？因?yàn)?quot;拷貝"和"不符合預(yù)期"。

假設(shè)a，c可以成功賦值給接口ia，ic，賦值后a，c中的數(shù)據(jù)會(huì)拷貝到接口的動(dòng)態(tài)值區(qū)域，要是成功執(zhí)行了Set函數(shù)，將接口動(dòng)態(tài)值區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，那原來(lái)的a，c中的數(shù)據(jù)并未改變，這個(gè)是"不符合預(yù)期的"。所以干脆就不允許這么操作。

更常用的"不符合預(yù)期"解釋代碼是當(dāng)接口是參數(shù)值時(shí)候。如下代碼。

func DoT(a I) {
	a.Set(11)
}
func main(){
    ...
    DoT(ic)
    fmt.Println(ic.Get())
}

DoT函數(shù)用I做參數(shù)，內(nèi)部對(duì)I進(jìn)行了操作，用ic或者ia做參數(shù)，如果可以成功，最后打印ic或者ia中的值，并未改變，這不符合預(yù)期，很令人困惑。這段原理可參考<<go核心編程>>第三章類型系統(tǒng)相關(guān)描述。

指針方法集

ib和id都是指針類型，其方法集包括所有方法，即Get和Set，其中Get是通過(guò)編譯器自動(dòng)轉(zhuǎn)化進(jìn)行間接調(diào)用，值實(shí)例不允許調(diào)用指針實(shí)例的方法集是因?yàn)?quot;不符合預(yù)期"，那指針實(shí)例就允許調(diào)用值實(shí)例的方法了？是的，允許，因?yàn)?quot;符合預(yù)期"。

還用下面的代碼做解釋。

func DoT(a I) {
    a.Set(a.Get()++)
}
func main(){
    ...
    DoT(id)
    fmt.Println(id.Get())
}

這里用id做參數(shù)，最終執(zhí)行完，結(jié)果id確實(shí)增加了1，符合預(yù)期。

結(jié)合前邊接口賦值的圖進(jìn)行分析，接口動(dòng)態(tài)值區(qū)域拷貝了一份id的指針值，這個(gè)指針指向一個(gè)具體的實(shí)例。如下圖。

從這里可以看出對(duì)id的任何操作其實(shí)都是對(duì)具體的實(shí)例進(jìn)行的操作，所以無(wú)論讀寫都是符合預(yù)期的，所以當(dāng)使用指針調(diào)用Get方法時(shí)候就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)化調(diào)用值的Get方法。

至于ib為啥編譯通過(guò)，運(yùn)行時(shí)候就報(bào)錯(cuò)，也是因?yàn)橹羔樖莻€(gè)nil值，無(wú)法自動(dòng)轉(zhuǎn)化找到Get方法。

總結(jié)

翻了好幾天資料，本來(lái)想把嵌入類型和反射都寫進(jìn)來(lái)，但是時(shí)間有點(diǎn)倉(cāng)促，大家可以結(jié)合上邊的講解，自行對(duì)嵌入類型和反射進(jìn)行研究，基礎(chǔ)原理都一樣。

這里總結(jié)一下:

實(shí)例都包括兩部分，值和類型，編譯器正是通過(guò)實(shí)例類型所以才知道了其方法集。

單獨(dú)實(shí)例使用時(shí)候，是允許調(diào)用所有方法的，調(diào)用非自身方法集時(shí)候編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且都會(huì)調(diào)用成功，符合預(yù)期。

實(shí)例賦值給接口時(shí)候，是把實(shí)例信息拷貝到接口中的，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和原來(lái)實(shí)例完全不一樣了，同時(shí)接口會(huì)嚴(yán)格檢查方法集，以防止不符合預(yù)期行為發(fā)生。

實(shí)例是指針時(shí)候，并且為空的時(shí)候，并且包含非指針方法時(shí)候，無(wú)論是該實(shí)例的接口還是該實(shí)例，都不能進(jìn)行任何方法調(diào)用，否則會(huì)有運(yùn)行時(shí)panic發(fā)生。未指向任何具體數(shù)據(jù)變量，無(wú)論讀寫肯定報(bào)錯(cuò)。

接口斷言知道為啥一定要是接口才能進(jìn)行斷言吧，因?yàn)榻涌诘膭?dòng)態(tài)值和動(dòng)態(tài)類型要進(jìn)行動(dòng)態(tài)填充，接口斷言也可以判斷一個(gè)實(shí)例的方法集，而且是安全的判斷

_,ok:=interface{}(a).(I)

判斷一個(gè)實(shí)例是否有哪個(gè)方法，方法集中的方法有哪些，目前看可以通過(guò)三種方法"方法表達(dá)式"","接口賦值"，"接口斷言"。

其實(shí)還有好多知識(shí)點(diǎn)比如nil類型，空接口，空指針，相互比較時(shí)候真假結(jié)果，嵌入結(jié)構(gòu)體方法集，反射操作，等等，只要把原理搞清了都很容易理解的。

以上就是goalng 結(jié)構(gòu)體 方法集 接口實(shí)例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于goalng 結(jié)構(gòu)體 方法集 接口的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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