接口類型是對其它類型行為的抽象和概括;因為接口類型不會和特定的實現(xiàn)細節(jié)綁定在一起肺然,通過這種抽象的方式我們可以讓我們的函數(shù)更加靈活和更具有適應能力贸辈。
很多面向對象的語言都有相似的接口概念泪姨,但Go語言中接口類型的獨特之處在于它是滿足隱式實現(xiàn)的凸椿。也就是說削祈,我們沒有必要對于給定的具體類型定義所有滿足的接口類型;簡單地擁有一些必需的方法就足夠了脑漫。這種設計可以讓你創(chuàng)建一個新的接口類型滿足已經(jīng)存在的具體類型卻不會去改變這些類型的定義髓抑;當我們使用的類型來自于不受我們控制的包時這種設計尤其有用。
在本章窿撬,我們會開始看到接口類型和值的一些基本技巧。順著這種方式我們將學習幾個來自標準庫的重要接口叙凡。很多Go程序中都盡可能多的去使用標準庫中的接口劈伴。
接口約定
目前為止,我們看到的類型都是具體的類型握爷。一個具體的類型可以準確的描述它所代表的值跛璧,并且展示出對類型本身的一些操作方式:就像數(shù)字類型的算術操作,切片類型的取下標新啼、添加元素和范圍獲取操作追城。具體的類型還可以通過它的內置方法提供額外的行為操作≡镒玻總的來說座柱,當你拿到一個具體的類型時你就知道它的本身是什么和你可以用它來做什么迷帜。
在Go語言中還存在著另外一種類型:接口類型。接口類型是一種抽象的類型色洞。它不會暴露出它所代表的對象的內部值的結構和這個對象支持的基礎操作的集合戏锹;它們只會表現(xiàn)出它們自己的方法。也就是說當你有看到一個接口類型的值時火诸,你不知道它是什么锦针,唯一知道的就是可以通過它的方法來做什么。
在本書中置蜀,我們一直使用兩個相似的函數(shù)來進行字符串的格式化:fmt.Printf奈搜,它會把結果寫到標準輸出,和fmt.Sprintf盯荤,它會把結果以字符串的形式返回馋吗。得益于使用接口,我們不必可悲的因為返回結果在使用方式上的一些淺顯不同就必需把格式化這個最困難的過程復制一份廷雅。實際上耗美,這兩個函數(shù)都使用了另一個函數(shù)fmt.Fprintf來進行封裝。fmt.Fprintf這個函數(shù)對它的計算結果會被怎么使用是完全不知道的航缀。
package fmt
func Fprintf(w io.Writer, format string, args ...interface{}) (int, error)
func Printf(format string, args ...interface{}) (int, error) {
return Fprintf(os.Stdout, format, args...)
}
func Sprintf(format string, args ...interface{}) string {
var buf bytes.Buffer
Fprintf(&buf, format, args...)
return buf.String()
}
Fprintf的前綴F表示文件(File)也表明格式化輸出結果應該被寫入第一個參數(shù)提供的文件中商架。在Printf函數(shù)中的第一個參數(shù)os.Stdout是*os.File類型;在Sprintf函數(shù)中的第一個參數(shù)&buf是一個指向可以寫入字節(jié)的內存緩沖區(qū)芥玉,然而它
并不是一個文件類型盡管它在某種意義上和文件類型相似蛇摸。
即使Fprintf函數(shù)中的第一個參數(shù)也不是一個文件類型。它是io.Writer類型,這是一個接口類型定義如下:
package io
// Writer is the interface that wraps the basic Write method.
type Writer interface {
// Write writes len(p) bytes from p to the underlying data stream.
// It returns the number of bytes written from p (0 <= n <= len(p))
// and any error encountered that caused the write to stop early.
// Write must return a non-nil error if it returns n < len(p).
// Write must not modify the slice data, even temporarily.
//
// Implementations must not retain p.
Write(p []byte) (n int, err error)
}
io.Writer類型定義了函數(shù)Fprintf和這個函數(shù)調用者之間的約定浮定。一方面這個約定需要調用者提供具體類型的值就像os.File和bytes.Buffer挟憔,這些類型都有一個特定簽名和行為的Write的函數(shù)。另一方面這個約定保證了Fprintf接受任何滿足io.Writer接口的值都可以工作饿肺。Fprintf函數(shù)可能沒有假定寫入的是一個文件或是一段內存,而是寫入一個可以調用Write函數(shù)的值盾似。
因為fmt.Fprintf函數(shù)沒有對具體操作的值做任何假設敬辣,而是僅僅通過io.Writer接口的約定來保證行為,所以第一個參數(shù)可以安全地傳入一個只需要滿足io.Writer接口的任意具體類型的值零院。一個類型可以自由地被另一個滿足相同接口的類型替換溉跃,被稱作可替換性(LSP里氏替換)。這是一個面向對象的特征告抄。
讓我們通過一個新的類型來進行校驗撰茎,下面ByteCounter類型里的Write方法,僅僅在丟棄寫向它的字節(jié)前統(tǒng)計它們的長度打洼。(在這個+=賦值語句中龄糊,讓len(p)的類型和c的類型匹配的轉換是必須的逆粹。)
type ByteCounter int
func (c *ByteCounter) Write(p []byte) (int, error) {
*c += ByteCounter(len(p)) // convert int to ByteCounter
return len(p), nil
}
因為*ByteCounter滿足io.Writer的約定,我們可以把它傳入Fprintf函數(shù)中绎签;Fprintf函數(shù)執(zhí)行字符串格式化的過程不會去關注ByteCounter正確的累加結果的長度枯饿。
var c ByteCounter
c.Write([]byte("hello"))
fmt.Println(c) // "5", = len("hello")
c = 0 // reset the counter
var name = "Dolly"
fmt.Fprintf(&c, "hello, %s", name)
fmt.Println(c) // "12", = len("hello, Dolly")
除了io.Writer這個接口類型,還有另一個對fmt包很重要的接口類型诡必。Fprintf和Fprintln函數(shù)向類型提供了一種控制它們值輸出的途徑奢方。在2.5節(jié)中,我們?yōu)镃elsius類型提供了一個String方法以便于可以打印成這樣”100°C” 爸舒,在6.5節(jié)中我們給*IntSet添加一個String方法蟋字,這樣集合可以用傳統(tǒng)的符號來進行表示就像”{1 2 3}”。給一個類型定義String方法扭勉,可以讓它滿足最廣泛使用之一的接口類型fmt.Stringer:
package fmt
// The String method is used to print values passed
// as an operand to any format that accepts a string
// or to an unformatted printer such as Print.
type Stringer interface {
String() string
}