[译] part 18: golang 接口 1

咔叽咔叽
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什么是接口

面向对象世界中接口的定义是“接口定义对象的行为”。它只指定对象应该做什么。实现此行为（实现细节）的方法取决于对象。

在 Go 的世界里，接口是一组方法签名。当一个类型为接口中的所有方法提供定义时，就说它实现了该接口。它与 OOP 世界非常相似。接口指定类型应具有的方法，类型决定如何实现这些方法。

例如，WashingMachine是具有方法签名Cleaning()和Drying()的接口。任何提供Cleaning()和Drying()定义的类型都可以说是实现了WashingMachine接口。

声明和实现接口

让我们来实现一个接口。

package main

import (  
    "fmt"
)

//interface definition
type VowelsFinder interface {  
    FindVowels() []rune
}

type MyString string

//MyString implements VowelsFinder
func (ms MyString) FindVowels() []rune {  
    var vowels []rune
    for _, rune := range ms {
        if rune == 'a' || rune == 'e' || rune == 'i' || rune == 'o' || rune == 'u' {
            vowels = append(vowels, rune)
        }
    }
    return vowels
}

func main() {  
    name := MyString("Sam Anderson")
    var v VowelsFinder
    v = name // possible since MyString implements VowelsFinder
    fmt.Printf("Vowels are %c", v.FindVowels())

}

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上述程序的第 8 行创建了一个名为VowelsFinder的接口类型，它有一个方法FindVowels() []rune。

下一行创建了MyString类型。

在第 15 行，我们将FindVowels() []rune方法添加到接收者类型MyString中。现在MyString实现了VowelsFinder接口。这与 Java 等其他语言完全不同，其中类必须明确声明使用implements关键字去实现接口，而在 go 中这是是不需要的，如果类型包含接口中声明的所有方法，那么就说 go 实现了接口。

在第 28 行中，我们将类型为MyString的name赋值给VowelsFinder类型的v。因为MyString实现了VowelsFinder方法，所以这是可行的。 v.FindVowels()在下一行调用MyString类型的FindVowels方法并打印字符串 Sam Anderson 中的所有元音。这个程序输出Vowels are [a e o]

恭喜！你已创建并实现了你的第一个接口。

接口的使用

上面的例子告诉我们如何创建和实现接口，但它并没有真正展示接口的实际用途。如果我们在上面的程序中使用name.FindVowels()而不是v.FindVowels()，它也会工作，并且不会使用创建的接口。

现在让我们来看一下接口的实际用例。

我们将编写一个简单的程序，根据员工的个人工资计算公司的总支出。为简洁起见，我们假设所有费用均以美元计算。

package main

import (  
    "fmt"
)

type SalaryCalculator interface {  
    CalculateSalary() int
}

type Permanent struct {  
    empId    int
    basicpay int
    pf       int
}

type Contract struct {  
    empId  int
    basicpay int
}

//salary of permanent employee is sum of basic pay and pf
func (p Permanent) CalculateSalary() int {  
    return p.basicpay + p.pf
}

//salary of contract employee is the basic pay alone
func (c Contract) CalculateSalary() int {  
    return c.basicpay
}

/*
total expense is calculated by iterating though the SalaryCalculator slice and summing  
the salaries of the individual employees  
*/
func totalExpense(s []SalaryCalculator) {  
    expense := 0
    for _, v := range s {
        expense = expense + v.CalculateSalary()
    }
    fmt.Printf("Total Expense Per Month $%d", expense)
}

func main() {  
    pemp1 := Permanent{1, 5000, 20}
    pemp2 := Permanent{2, 6000, 30}
    cemp1 := Contract{3, 3000}
    employees := []SalaryCalculator{pemp1, pemp2, cemp1}
    totalExpense(employees)

}

Run in playground

上面程序的第 7 行个用单个方法CalculateSalary() int声明了SalaryCalculator接口类型。

我们公司有两种员工，永久Permanent和合同Contract由第一行的结构定义。Permanent雇员的工资是基本工资和工资的总和，而对于Contract雇员来说，只需要基本的工资支付，分别在 23 和 28 行相应的CalculateSalary方法中表示。通过声明此方法，Permanent和Contract现在都实现了SalaryCalculator接口。

第 36 行中声明的totalExpense函数体现了使用接口的美妙之处。此方法使用SalaryCalculator接口的切片[] SalaryCalculator作为参数。在第 49 行中，我们将一个包含Permanent和Contract类型的切片传递给totalExpense函数。在第 39 行，totalExpense函数通过调用相应类型的CalculateSalary方法来计算费用。

这样做的最大好处是totalExpense可以扩展到任何新员工类型，而无需更改任何代码。假如 说公司增加了一种具有不同薪资结构的新型员工Freelancer自由职业者。这个Freelancer可以在 slice 参数中传递给totalExpense，totalExpense函数甚至没有一行代码更改。这个方法将做它应该做的事情，而Freelancer也将实现SalaryCalculator接口:)。

程序输出，Total Expense Per Month $14050

接口的内部表示

接口在内部可以被认为是由元组(type, value)表示。 type是接口的基础具体类型，value保存具体类型的值。

让我们写一段代码加深理解，

package main

import (  
    "fmt"
)

type Tester interface {  
    Test()
}

type MyFloat float64

func (m MyFloat) Test() {  
    fmt.Println(m)
}

func describe(t Tester) {  
    fmt.Printf("Interface type %T value %v\n", t, t)
}

func main() {  
    var t Tester
    f := MyFloat(89.7)
    t = f
    describe(t)
    t.Test()
}

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Tester接口有一个方法Test()，MyFloat类型实现该接口。在 24 行中，我们将MyFloat类型的变量f赋给 Tester 类型的t。现在t的具体类型是MyFloat，t的值是 89.7。第 17 行中的describe函数打印接口的值和具体类型。该程序输出

Interface type main.MyFloat value 89.7  
89.7

空接口

没有方法的接口称为空接口。它用interface{}表示。由于空接口没有方法，因此所有类型都实现了空接口。

package main

import (  
    "fmt"
)

func describe(i interface{}) {  
    fmt.Printf("Type = %T, value = %v\n", i, i)
}

func main() {  
    s := "Hello World"
    describe(s)
    i := 55
    describe(i)
    strt := struct {
        name string
    }{
        name: "Naveen R",
    }
    describe(strt)
}

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在上面程序的第 7 行中，describe(i interface{})函数将空接口作为参数，因此可以传递任何类型。

我们将string，int和struct分别为 13，15 和 21 行传递给describe函数，这个程序打印，

Type = string, value = Hello World  
Type = int, value = 55  
Type = struct { name string }, value = {Naveen R}

类型断言

类型断言用于获取接口的基础值。

i.(T)是用于获取具体类型为T的i接口的基础值的语法。

代码胜过言语。让我们写一个类型断言。

package main

import (  
    "fmt"
)

func assert(i interface{}) {  
    s := i.(int) //get the underlying int value from i
    fmt.Println(s)
}
func main() {  
    var s interface{} = 56
    assert(s)
}

Run in playground

在第 12 行，s的具体类型是int。我们在第 8 行中使用语法i.(int)去获取i的int型基础值。该程序打印 56。

如果上述程序中的具体类型不是int，会发生什么？好吧，让我们找出来。

package main

import (  
    "fmt"
)

func assert(i interface{}) {  
    s := i.(int) 
    fmt.Println(s)
}
func main() {  
    var s interface{} = "Steven Paul"
    assert(s)
}

Run in playground

在上面的程序中，我们将具体类型为string的s传递给assert函数，该函数尝试从中提取int值。该程序将产生 panic 内容 panic: interface conversion: interface {} is string, not int.

要解决上面的问题，我们只要使用下面的语法，

v, ok := i.(T)

如果i的具体类型是T，则v将具有i的基础值，ok将为true。

如果i的具体类型不是T，那么ok将为false并且v将具有类型T的零值并且程序将不会发生混乱。

package main

import (  
    "fmt"
)

func assert(i interface{}) {  
    v, ok := i.(int)
    fmt.Println(v, ok)
}
func main() {  
    var s interface{} = 56
    assert(s)
    var i interface{} = "Steven Paul"
    assert(i)
}

Run in playground

当 Steven Paul 传递给assert函数时，ok将为false，因为i的具体类型不是int，而v将具有值0，即 int 的零值。该程序将打印，

56 true  
0 false

类型 Switch

类型switch用于将接口的具体类型与各种case语句中指定的多种类型进行比较。它类似于switch case。唯一的区别是case指定类型而不是正常switch中的值。

type switch的语法类似于Type断言。将类型断言的语法i.(T)的类型T替换为类型switch的关键字type就行了。让我们看看下面的程序如何工作。

package main

import (  
    "fmt"
)

func findType(i interface{}) {  
    switch i.(type) {
    case string:
        fmt.Printf("I am a string and my value is %s\n", i.(string))
    case int:
        fmt.Printf("I am an int and my value is %d\n", i.(int))
    default:
        fmt.Printf("Unknown type\n")
    }
}
func main() {  
    findType("Naveen")
    findType(77)
    findType(89.98)
}

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在上述程序的第 8 行中，switch i.(type)指定了类型switch。每个case语句都将i的具体类型与特定类型进行比较。如果匹配，则打印相应的语句。该程序输出，

I am a string and my value is Naveen  
I am an int and my value is 77  
Unknown type

第 20 行的89.98是float64类型，它不匹配任何case，因此在最后一行打印未知类型。

还可以将类型与接口进行比较。如果我们有一个类型，并且该类型实现了一个接口，则可以将该类型与它实现的接口进行比较。

来写一段代码让理解更清晰，

package main

import "fmt"

type Describer interface {  
    Describe()
}
type Person struct {  
    name string
    age  int
}

func (p Person) Describe() {  
    fmt.Printf("%s is %d years old", p.name, p.age)
}

func findType(i interface{}) {  
    switch v := i.(type) {
    case Describer:
        v.Describe()
    default:
        fmt.Printf("unknown type\n")
    }
}

func main() {  
    findType("Naveen")
    p := Person{
        name: "Naveen R",
        age:  25,
    }
    findType(p)
}

Run in playgroud

在上面的程序中，Person结构实现了Describer接口。在第 19 行中的 case 语句，将v与Describer接口类型进行比较。 p实现了Describer，因此满足了这种情况，当程序运行findType(p)时，调用了Describe()方法。

打印，

unknown type  
Naveen R is 25 years old

接口的第一部分就结束了。我们将在第二部分中继续讨论接口。

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