11.9 空接口

11.9.1 概念

空接口或者最小接口 不包含任何方法，它對實(shí)現(xiàn)不做任何要求：

type Any interface {}

任何其他類型都實(shí)現(xiàn)了空接口（它不僅僅像 Java/C# 中 Object 引用類型），any 或 Any 是空接口一個很好的別名或縮寫。

空接口類似 Java/C# 中所有類的基類： Object 類，二者的目標(biāo)也很相近。

可以給一個空接口類型的變量 var val interface {} 賦任何類型的值。

示例 11.8 empty_interface.go：

package main
import "fmt"

var i = 5
var str = "ABC"

type Person struct {
    name string
    age  int
}

type Any interface{}

func main() {
    var val Any
    val = 5
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    val = str
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    pers1 := new(Person)
    pers1.name = "Rob Pike"
    pers1.age = 55
    val = pers1
    fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
    switch t := val.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Type int %T\n", t)
    case string:
        fmt.Printf("Type string %T\n", t)
    case bool:
        fmt.Printf("Type boolean %T\n", t)
    case *Person:
        fmt.Printf("Type pointer to Person %T\n", t)
    default:
        fmt.Printf("Unexpected type %T", t)
    }
}

輸出：

val has the value: 5
val has the value: ABC
val has the value: &{Rob Pike 55}
Type pointer to Person *main.Person

在上面的例子中，接口變量 val 被依次賦予一個 int，string 和 Person 實(shí)例的值，然后使用 type-switch 來測試它的實(shí)際類型。每個 interface {} 變量在內(nèi)存中占據(jù)兩個字長：一個用來存儲它包含的類型，另一個用來存儲它包含的數(shù)據(jù)或者指向數(shù)據(jù)的指針。

示例 emptyint_switch.go 說明了空接口在 type-switch 中聯(lián)合 lambda 函數(shù)的用法：

package main

import "fmt"

type specialString string

var whatIsThis specialString = "hello"

func TypeSwitch() {
    testFunc := func(any interface{}) {
        switch v := any.(type) {
        case bool:
            fmt.Printf("any %v is a bool type", v)
        case int:
            fmt.Printf("any %v is an int type", v)
        case float32:
            fmt.Printf("any %v is a float32 type", v)
        case string:
            fmt.Printf("any %v is a string type", v)
        case specialString:
            fmt.Printf("any %v is a special String!", v)
        default:
            fmt.Println("unknown type!")
        }
    }
    testFunc(whatIsThis)
}

func main() {
    TypeSwitch()
}

輸出：

any hello is a special String!

練習(xí) 11.9 simple_interface3.go：

繼續(xù) 練習(xí)11.2，在它中添加一個 gI 函數(shù)，它不再接受 Simpler 類型的參數(shù)，而是接受一個空接口參數(shù)。然后通過類型斷言判斷參數(shù)是否是 Simpler 類型。最后在 main 使用 gI 取代 fI 函數(shù)并調(diào)用它。確保你的代碼足夠安全。

11.9.2 構(gòu)建通用類型或包含不同類型變量的數(shù)組

在 7.6.6 中我們看到了能被搜索和排序的 int 數(shù)組、float 數(shù)組以及 string 數(shù)組，那么對于其他類型的數(shù)組呢，是不是我們必須得自己編程實(shí)現(xiàn)它們？

現(xiàn)在我們知道該怎么做了，就是通過使用空接口。讓我們給空接口定一個別名類型 Element：type Element interface{}

然后定義一個容器類型的結(jié)構(gòu)體 Vector，它包含一個 Element 類型元素的切片：

type Vector struct {
    a []Element
}

Vector 里能放任何類型的變量，因?yàn)槿魏晤愋投紝?shí)現(xiàn)了空接口，實(shí)際上 Vector 里放的每個元素可以是不同類型的變量。我們?yōu)樗x一個 At() 方法用于返回第 i 個元素：

func (p *Vector) At(i int) Element {
    return p.a[i]
}

再定一個 Set() 方法用于設(shè)置第 i 個元素的值：

func (p *Vector) Set(i int, e Element) {
    p.a[i] = e
}

Vector 中存儲的所有元素都是 Element 類型，要得到它們的原始類型（unboxing：拆箱）需要用到類型斷言。TODO：The compiler rejects assertions guaranteed to fail，類型斷言總是在運(yùn)行時(shí)才執(zhí)行，因此它會產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)錯誤。

練習(xí) 11.10 min_interface.go / minmain.go：

仿照11.7中開發(fā)的 Sorter 接口，創(chuàng)建一個 Miner 接口并實(shí)現(xiàn)一些必要的操作。函數(shù) Min 接受一個 Miner 類型變量的集合，然后計(jì)算并返回集合中最小的元素。

11.9.3 復(fù)制數(shù)據(jù)切片至空接口切片

假設(shè)你有一個 myType 類型的數(shù)據(jù)切片，你想將切片中的數(shù)據(jù)復(fù)制到一個空接口切片中，類似：

var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
var interfaceSlice []interface{} = dataSlice

可惜不能這么做，編譯時(shí)會出錯：cannot use dataSlice (type []myType) as type []interface { } in assignment。

原因是它們倆在內(nèi)存中的布局是不一樣的（參考 官方說明）。

必須使用 for-range 語句來一個一個顯式地復(fù)制：

var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
var interfaceSlice []interface{} = make([]interface{}, len(dataSlice))
for i, d := range dataSlice {
    interfaceSlice[i] = d
}

11.9.4 通用類型的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在10.1中我們遇到了諸如列表和樹這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在它們的定義中使用了一種叫節(jié)點(diǎn)的遞歸結(jié)構(gòu)體類型，節(jié)點(diǎn)包含一個某種類型的數(shù)據(jù)字段?，F(xiàn)在可以使用空接口作為數(shù)據(jù)字段的類型，這樣我們就能寫出通用的代碼。下面是實(shí)現(xiàn)一個二叉樹的部分代碼：通用定義、用于創(chuàng)建空節(jié)點(diǎn)的 NewNode 方法，及設(shè)置數(shù)據(jù)的 SetData 方法。

示例 11.10 node_structures.go：

package main

import "fmt"

type Node struct {
    le   *Node
    data interface{}
    ri   *Node
}

func NewNode(left, right *Node) *Node {
    return &Node{left, nil, right}
}

func (n *Node) SetData(data interface{}) {
    n.data = data
}

func main() {
    root := NewNode(nil, nil)
    root.SetData("root node")
    // make child (leaf) nodes:
    a := NewNode(nil, nil)
    a.SetData("left node")
    b := NewNode(nil, nil)
    b.SetData("right node")
    root.le = a
    root.ri = b
    fmt.Printf("%v\n", root) // Output: &{0x125275f0 root node 0x125275e0}
}

11.9.5 接口到接口

一個接口的值可以賦值給另一個接口變量，只要底層類型實(shí)現(xiàn)了必要的方法。這個轉(zhuǎn)換是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行檢查的，轉(zhuǎn)換失敗會導(dǎo)致一個運(yùn)行時(shí)錯誤：這是 Go 語言動態(tài)的一面，可以拿它和 Ruby 和 Python 這些動態(tài)語言相比較。

假定：

var ai AbsInterface // declares method Abs()
type SqrInterface interface {
    Sqr() float
}
var si SqrInterface
pp := new(Point) // say *Point implements Abs, Sqr
var empty interface{}

那么下面的語句和類型斷言是合法的：

empty = pp                // everything satisfies empty
ai = empty.(AbsInterface) // underlying value pp implements Abs()
// (runtime failure otherwise)
si = ai.(SqrInterface) // *Point has Sqr() even though AbsInterface doesn’t
empty = si             // *Point implements empty set
// Note: statically checkable so type assertion not necessary.

下面是函數(shù)調(diào)用的一個例子：

type myPrintInterface interface {
    print()
}

func f3(x myInterface) {
    x.(myPrintInterface).print() // type assertion to myPrintInterface
}

x 轉(zhuǎn)換為 myPrintInterface 類型是完全動態(tài)的：只要 x 的底層類型（動態(tài)類型）定義了 print 方法這個調(diào)用就可以正常運(yùn)行。

鏈接

• 目錄
• 上一節(jié)：第二個例子：讀和寫
• 下一節(jié)：對結(jié)構(gòu)進(jìn)行反射