Go 之旅四: 方法与接口篇

原文链接 http://ironxu.com/701

本文是学习 A Tour of Go (中文参考 Go 之旅中文 ) 整理的笔记，介绍Go 语言方法，接口，类型的基本概念和使用。

1. 方法

$GOPATH/src/go_note/gotour/methods/method/method.go 源码如下:

/** * go 语言 方法 */

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X,Y float64
}

/** * 方法名: Abs_method * 方法接收者: Vertex */
func (v Vertex) Abs_method() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

// 传指针
func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

// 函数
func Abs_function(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

// 为非结构体声明方法
type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs_myfloat() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

func main() {
    v := Vertex{3,4}
    v.Scale(10) // 此时 v.Scale(10) 会隐式转为 (&v).Scale(10)
    fmt.Println(v.Abs_method())
    fmt.Println(Abs_function(v)) // 方法只是个带接收者参数的函数

    f := MyFloat(-2)
    fmt.Println(f.Abs_myfloat())
}

Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。

方法是一类带特殊的 接收者 参数的函数，方法接收者位于方法 func 关键字和方法名之间。

1.1 非结构体类型声明方法

只能为在同一包内定义的类型添加方法， 而不能为其它包内定义的类型（包括 int 之类的内建类型）的接收者声明方法。即接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内；不能为内建类型声明方法。

type MyFloat float64
func (f MyFloat) Abs_myfloat () float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

1.2 指针接收者

为指针接收者声明方法：对于某类型 T ，指针接收者的类型可以用 *T 表示。（T 不能是像 *int 这样的指针。）

指针接收者的方法可以修改接收者指向的值。 由于方法经常需要修改它的接收者，指针接收者比值接收者更常用。若使用值接收者，方法只会对原始值的副本进行操作。

1.3 方法与指针重定向(隐式转换)

以指针为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

func (v *Vertex) Scale(f float64) {} v.Scale(5) (&v).Scale(5)

由于 Scale 方法有一个指针接收者，为方便起见，Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5)。

而以值为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

var v Vertex
fmt.Println(v.Abs()) // OK
p := &v
fmt.Println(p.Abs()) // OK

这种情况下，方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs()。函数必须接受与定义相同的类型，不会隐式转换

1.4 选择值或指针作为接收者

使用指针接收者的原因有二：

• 方法能够修改接收者指向的值。
• 避免在每次调用方法时复制该值，若值的类型为大型结构体时，这样做会更加高效。

通常来说，所有给定类型的方法都应该有值或指针接收者，但并不应该二者混用。

2. 接口

$GOPATH/src/go_note/gotour/methods/interface/interface.go 源码如下:

/** * go 接口 */

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

// 定义接口
type Abser interface {
    Abs() float64
}

func main() {
    // 使用接口
    var a Abser
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    a = f
    fmt.Println(a.Abs())

    v := Vertex{3, 4}
    a = &v
    fmt.Println(a.Abs())

    var i I
    var t *T
    i = t
    i.M()

    i = &T{"hello"}
    i.M()

    // 空接口
    var inter_empty interface{}
    inter_empty = 42
    fmt.Printf("%v,%Tn",inter_empty,inter_empty)
    inter_empty = "hello"
    fmt.Printf("%v,inter_empty)

    // 类型断言
    var j interface{} = "hello"
    s := j.(string)
    fmt.Println(s)

    s,ok := j.(string)
    fmt.Println(s,ok)

    inter_float,ok := j.(float64)
    fmt.Println(inter_float,ok)

    // 类型选择
    do(21)
    do("hello")
    do(true)
}

type MyFloat float64

// 实现接口
func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

type Vertex struct {
    X,Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    if t == nil {
        fmt.Println("<nil>")
        return
    }
    fmt.Println(t.S)
}

接口类型 是由一组方法签名定义的集合,接口类型的值可以保存任何实现了这些方法的值。

类型通过实现一个接口的所有方法来实现该接口,既然无需专门显式声明，也就没有“implements“关键字。隐式接口将接口的实现与定义解耦，这样接口的实现可以出现在任何包中，无需提前定义。

2.1 接口值

在内部，接口值可以看做包含值和具体类型的元组：

(value,type)

接口值保存了一个具体底层类型的具体值，接口值调用方法时会调用具体类型的的同名方法。

2.2 底层值为 nil 的接口值

即便接口内的具体值为 nil，方法仍然会被 nil 接收者调用。保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil。

但是接口值nil时，由于此时接口值既不保存值也不保存具体类型，调用方法会产生运行时错误，因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个具体类型的方法。

func main() {
    var i I
    i.M() // panic: runtime error

    var t *T
    i = t
    i.M() // <nil>
}

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}
func (t *T) M() {
    if t == nil {
        fmt.Println("<nil>")
        return
    }
    fmt.Println(t.S)
}

2.3 空接口

指定了零个方法的接口值被称为空接口：

interface{}

因为每个类型都至少实现了零个方法，空接口可保存任何类型的值。

2.4 类型断言

类型断言提供了访问接口值底层具体值的方式。

t := i.(T)

该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T ，并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t 。如果 i 并未保存 T 类型的值，该语句就会触发一个错误。

为了判断一个接口值是否保存了一个特定的类型， 类型断言可返回两个值：其底层值和判断断言是否成功的布尔值。

t,ok := i.(T)

若 i 保存了一个 T ，那么 t 将会是其底层值，而 ok 为 true 。否则， ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值，程序并不会产生错误。

2.5 类型选择

类型选择是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

类型选择与一般的 switch 语句相似，不过类型选择中的 case 为类型（而非值），它们针对给定接口值所存储值的类型进行比较

switch v := i.(type) {
case T:
    // v 的类型为 T
case S:
    // v 的类型为 S
default:
    // 没有匹配，v 与 i 的类型相同
}

类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同，只是具体类型 T 被替换成了关键字 type 。

此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S。 在 T 或 S 的情况下，变量 v 会分别按 T 或 S 类型取保存在 i 中的值。在默认（没有匹配）的情况下，变量 v 与 i 的接口类型和值相同。

3. Stringer

$GOPATH/src/go_note/gotour/methods/stringer/stringer.go 源码如下:

/** * go String */
package main

import (
    "fmt"
)

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p Person) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v (%v years)",p.Name,p.Age)
}

func main() {
    a := Person{"Author",42}
    z := Person{"Modifier",1989}
    fmt.Println(a,z)
}

fmt 包中定义的 Stringer 是最普遍的接口之一。

type Stringer interface { String() string }

Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。fmt 包（还有很多包）都通过此接口来打印值。

4. 错误

$GOPATH/src/go_note/gotour/methods/error/error.go 源码如下:

/** * go语言 error */

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type MyError struct {
    When time.Time
    What string
}

func (e *MyError) Error() string {
    return fmt.Sprintf("at %v,%s",e.When,e.What)
}

func run() error {
    return &MyError{
        time.Now(),"it didn't work",}
}

func main() {
    if err := run(); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
}

Go 程序使用 error 值来表示错误状态。与 fmt.Stringer 类似， error 类型是一个内建接口：

type error interface { Error() string }

通常函数会返回一个 error 值，调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。

i,err := strconv.Atoi("42")
if err != nil {
    fmt.Printf("couldn't convert number: %vn",err)
    return
}
fmt.Println("Converted integer:",i)

error 为 nil 时表示成功；非 nil 的 error 表示失败。

5. Reader

$GOPATH/src/go_note/gotour/methods/reader/reader.go 源码如下:

/** * go read */

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("Hello,workd!")
    b := make([]byte,4)

    for {
        n,err := r.Read(b)
        fmt.Printf("n = %v,err = %v b = %vn",n,err,b)
        fmt.Printf("b[:n] = %qn",b[:n])
        if err == io.EOF {
            break
        }
    }
}

io 包指定了 io.Reader 接口， 它表示从数据流的末尾进行读取。Go 标准库包含了该接口的许多实现，包括文件、网络连接、压缩和加密等等。

io.Reader 接口有一个 Read 方法：

func (T) Read(b []byte) (n int,err error)

Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。 在遇到数据流的结尾时，它会返回一个 io.EOF 错误。

参考

• Go 之旅中文
• A Tour of Go

可以关注我的微博了解更多信息: @刚刚小码农

（编辑：李大同）

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