11.1 接口是什么

Go 语言不是一种“传统”的面向对象编程语言：它里面没有类和继承的概念。

但是 Go 语言里有非常灵活的接口概念，通过它可以实现很多面向对象的特性。接口提供了一种方式来说明对象的行为：如果谁能搞定这件事，它就可以用在这儿。

接口定义了一组方法（方法集），但是这些方法不包含（实现）代码：它们没有被实现（它们是抽象的）。接口里也不能包含变量。

通过如下格式定义接口：

typeNamerinterface{Method1(param_list) return_typeMethod2(param_list) return_type    ...}

上面的Namer是一个接口类型。

（按照约定，只包含一个方法的）接口的名字由方法名加[e]r后缀组成，例如Printer、Reader、Writer、Logger、Converter等等。还有一些不常用的方式（当后缀er不合适时），比如Recoverable，此时接口名以able结尾，或者以I开头（像.NET或Java中那样）。

Go 语言中的接口都很简短，通常它们会包含 0 个、最多 3 个方法。

不像大多数面向对象编程语言，在 Go 语言中接口可以有值，一个接口类型的变量或一个接口值：var ai Namer，ai是一个多字（multiword）数据结构，它的值是nil。它本质上是一个指针，虽然不完全是一回事。指向接口值的指针是非法的，它们不仅一点用也没有，还会导致代码错误。

此处的方法指针表是通过运行时反射能力构建的。

类型（比如结构体）实现接口方法集中的方法，每一个方法的实现说明了此方法是如何作用于该类型的：即实现接口，同时方法集也构成了该类型的接口。实现了Namer接口类型的变量可以赋值给ai（接收者值），此时方法表中的指针会指向被实现的接口方法。当然如果另一个类型（也实现了该接口）的变量被赋值给ai，这二者（译者注：指针和方法实现）也会随之改变。

类型不需要显式声明它实现了某个接口：接口被隐式地实现。多个类型可以实现同一个接口。

实现某个接口的类型（除了实现接口方法外）可以有其他的方法。

一个类型可以实现多个接口。

接口类型可以包含一个实例的引用， 该实例的类型实现了此接口（接口是动态类型）。

即使接口在类型之后才定义，二者处于不同的包中，被单独编译：只要类型实现了接口中的方法，它就实现了此接口。

所有这些特性使得接口具有很大的灵活性。

第一个例子：

示例 11.1interfaces.go：

packagemainimport"fmt"typeShaperinterface{Area()float32}typeSquarestruct{    sidefloat32}func(sq*Square)Area()float32{returnsq.side* sq.side}funcmain() {sq1:=new(Square)    sq1.side=5//var areaIntf Shaper//areaIntf = sq1//shorter,without separate declaration://areaIntf := Shaper(sq1)//or even:areaIntf:=sq1    fmt.Printf("The square has area:%f\n", areaIntf.Area())}

输出：

The square has area: 25.000000

上面的程序定义了一个结构体Square和一个接口Shaper，接口有一个方法Area()。

在main()方法中创建了一个Square的实例。在主程序外边定义了一个接收者类型是Square方法的Area()，用来计算正方形的面积：结构体Square实现了接口Shaper。

所以可以将一个Square类型的变量赋值给一个接口类型的变量：areaIntf = sq1。

现在接口变量包含一个指向Square变量的引用，通过它可以调用Square上的方法Area()。当然也可以直接在Square的实例上调用此方法，但是在接口实例上调用此方法更令人兴奋，它使此方法更具有一般性。接口变量里包含了接收者实例的值和指向对应方法表的指针。

这是多态的 Go 版本，多态是面向对象编程中一个广为人知的概念：根据当前的类型选择正确的方法，或者说：同一种类型在不同的实例上似乎表现出不同的行为。

如果Square没有实现Area()方法，编译器将会给出清晰的错误信息：

cannot use sq1 (type *Square) as type Shaper in assignment:

*Square does not implement Shaper (missing Area method)

如果Shaper有另外一个方法Perimeter()，但是Square没有实现它，即使没有人在Square实例上调用这个方法，编译器也会给出上面同样的错误。

扩展一下上面的例子，类型Rectangle也实现了Shaper接口。接着创建一个Shaper类型的数组，迭代它的每一个元素并在上面调用Area()方法，以此来展示多态行为：

示例 11.2interfaces_poly.go：

packagemainimport"fmt"typeShaperinterface{Area()float32}typeSquarestruct{    sidefloat32}func(sq*Square)Area()float32{returnsq.side* sq.side}typeRectanglestruct{    length, widthfloat32}func(rRectangle)Area()float32{returnr.length* r.width}funcmain() {r:=Rectangle{5,3}//Area() of Rectangle needs a valueq:=&Square{5}//Area() of Square needs a pointer//shapes := []Shaper{Shaper(r), Shaper(q)}//or shortershapes:=[]Shaper{r, q}    fmt.Println("Looping through shapes for area ...")forn,_:=rangeshapes {        fmt.Println("Shape details:", shapes[n])        fmt.Println("Area of this shape is:", shapes[n].Area())    }}

输出：

Looping through shapes for area ...

Shape details:  {5 3}

Area of this shape is:  15

Shape details:  &{5}

Area of this shape is:  25

在调用shapes[n].Area())这个时，只知道shapes[n]是一个Shaper对象，最后它摇身一变成为了一个Square或Rectangle对象，并且表现出了相对应的行为。

也许从现在开始你将看到通过接口如何产生更干净、更简单及更具有扩展性的代码。在 11.12.3 中将看到在开发中为类型添加新的接口是多么的容易。

下面是一个更具体的例子：有两个类型stockPosition和car，它们都有一个getValue()方法，我们可以定义一个具有此方法的接口valuable。接着定义一个使用valuable类型作为参数的函数showValue()，所有实现了valuable接口的类型都可以用这个函数。

示例 11.3valuable.go：

packagemainimport"fmt"typestockPositionstruct{    tickerstringsharePricefloat32countfloat32}/*method to determine the value of a stock position*/func(sstockPosition)getValue()float32{returns.sharePrice* s.count}typecarstruct{makestringmodelstringpricefloat32}/*method to determine the value of a car*/func(ccar)getValue()float32{returnc.price}/*contract that defines different things that have value*/typevaluableinterface{getValue()float32}funcshowValue(assetvaluable) {    fmt.Printf("Value of the asset is%f\n", asset.getValue())}funcmain() {varovaluable = stockPosition{"GOOG",577.20,4}showValue(o)    o = car{"BMW","M3",66500}showValue(o)}

输出：

Value of the asset is 2308.800049

Value of the asset is 66500.000000

一个标准库的例子

io包里有一个接口类型Reader:

typeReaderinterface{Read(p []byte) (nint, errerror)}

定义变量r：var r io.Reader

那么就可以写如下的代码：

varrio.Readerr = os.Stdin//see 12.1r = bufio.NewReader(r)    r =new(bytes.Buffer)    f,_:=os.Open("test.txt")    r = bufio.NewReader(f)

上面r右边的类型都实现了Read()方法，并且有相同的方法签名，r的静态类型是io.Reader。

备注

有的时候，也会以一种稍微不同的方式来使用接口这个词：从某个类型的角度来看，它的接口指的是：它的所有导出方法，只不过没有显式地为这些导出方法额外定一个接口而已。

练习 11.1simple_interface.go：

定义一个接口Simpler，它有一个Get()方法和一个Set()，Get()返回一个整型值，Set()有一个整型参数。创建一个结构体类型Simple实现这个接口。

接着定一个函数，它有一个Simpler类型的参数，调用参数的Get()和Set()方法。在main函数里调用这个函数，看看它是否可以正确运行。

练习 11.2interfaces_poly2.go：

a) 扩展 interfaces_poly.go 中的例子，添加一个Circle类型

b) 使用一个抽象类型Shape（没有字段） 实现同样的功能，它实现接口Shaper，然后在其他类型里内嵌此类型。扩展 10.6.5 中的例子来说明覆写。