接口与反射

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。

接口格式:

type Namer interface {
    Method1(param_list) return_type
    Method2(param_list) return_type
    ...
}

例子:

package main

import "fmt"

type Shaper interface {
	Area() float32
}

type Square struct {
	side float32
}

func (sq *Square) Area() float32 {
	return sq.side * sq.side
}

func main() {
	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())
}

这里我们可以看到我们自己主动实现了一个接口。

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。

如果 Square 没有实现 Area() 方法，编译器将会给出清晰的错误信息：

一个更加经典的接口例子

// @Title  请填写文件名称
// @Description  请填写文件描述
package main

import "fmt"

type stockPosition struct {
	ticker     string
	sharePrice float32
	count      float32
}

/* method to determine the value of a stock position */
func (s stockPosition) getValue() float32 {
	return s.sharePrice * s.count
}

type car struct {
	make  string
	model string
	price float32
}

/* method to determine the value of a car */
func (c car) getValue() float32 {
	return c.price
}

/* contract that defines different things that have value */
type valuable interface {
	getValue() float32
}

func showValue(asset valuable) {
	fmt.Printf("Value of the asset is %f\n", asset.getValue())
}

func main() {
	var o valuable = stockPosition{"GOOG", 577.20, 4}
	showValue(o)
	o = car{"BMW", "M3", 66500}
	showValue(o)
}

我们可以传入不同的结构体进函数，函数会自动调用相应接口体的函数。

类型断言

一个接口类型的变量 varI 中可以包含任何类型的值，必须有一种方式来检测它的 动态 类型，即运行时在变量中存储的值的实际类型。在执行过程中动态类型可能会有所不同，但是它总是可以分配给接口变量本身的类型。通常我们可以使用 类型断言 来测试在某个时刻 varI 是否包含类型 T 的值：

v := varI.(T)       // unchecked type assertion

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

type Square struct {
	side float32
}

type Circle struct {
	radius float32
}

type Shaper interface {
	Area() float32
}

func main() {
	var areaIntf Shaper
	sq1 := new(Square)
	sq1.side = 5

	areaIntf = sq1
	// Is Square the type of areaIntf?
	if t, ok := areaIntf.(*Square); ok {
		fmt.Printf("The type of areaIntf is: %T\n", t)
	}
	if u, ok := areaIntf.(*Circle); ok {
		fmt.Printf("The type of areaIntf is: %T\n", u)
	} else {
		fmt.Println("areaIntf does not contain a variable of type Circle")
	}
}

func (sq *Square) Area() float32 {
	return sq.side * sq.side
}

func (ci *Circle) Area() float32 {
	return ci.radius * ci.radius * math.Pi
}

输出

The type of areaIntf is: *main.Square
areaIntf does not contain a variable of type Circle

程序中定义了一个新类型 Circle，它也实现了 Shaper 接口。 if t, ok := areaIntf.(*Square); ok 测试 areaIntf 里是否有一个包含 *Square 类型的变量，结果是确定的；然后我们测试它是否包含一个 *Circle 类型的变量，结果是否定的。

类型判断：type-switch

我们可以通过这个东西来判某一个变量的类型

switch t := areaIntf.(type) {
case *Square:
	fmt.Printf("Type Square %T with value %v\n", t, t)
case *Circle:
	fmt.Printf("Type Circle %T with value %v\n", t, t)
case nil:
	fmt.Printf("nil value: nothing to check?\n")
default:
	fmt.Printf("Unexpected type %T\n", t)
}

还有一个

测试一个值是否实现了某个接口

使用方法集与接口（这个没怎么搞懂）

接口实际使用的例子

使用sorter接口排序

一个很好的例子是来自标准库的 sort 包，要对一组数字或字符串排序，只需要实现三个方法：反映元素个数的 Len()方法、比较第 i 和 j 个元素的 Less(i, j) 方法以及交换第 i 和 j 个元素的 Swap(i, j) 方法。

package sort

type Sorter interface {
	Len() int
	Less(i, j int) bool
	Swap(i, j int)
}

func Sort(data Sorter) {
	for pass := 1; pass < data.Len(); pass++ {
		for i := 0; i < data.Len()-pass; i++ {
			if data.Less(i+1, i) {
				data.Swap(i, i+1)
			}
		}
	}
}

func IsSorted(data Sorter) bool {
	n := data.Len()
	for i := n - 1; i > 0; i-- {
		if data.Less(i, i-1) {
			return false
		}
	}
	return true
}

// Convenience types for common cases
type IntArray []int

func (p IntArray) Len() int           { return len(p) }
func (p IntArray) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] }
func (p IntArray) Swap(i, j int)      { p[i], p[j] = p[j], p[i] }

type StringArray []string

func (p StringArray) Len() int           { return len(p) }
func (p StringArray) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] }
func (p StringArray) Swap(i, j int)      { p[i], p[j] = p[j], p[i] }

// Convenience wrappers for common cases
func SortInts(a []int)       { Sort(IntArray(a)) }
func SortStrings(a []string) { Sort(StringArray(a)) }

func IntsAreSorted(a []int) bool       { return IsSorted(IntArray(a)) }
func StringsAreSorted(a []string) bool { return IsSorted(StringArray(a)) }

这个东西如何理解？
sorter是一个接口，里面有三个方法，然后这里根据int类型的数组和字符类型的数组分别重写了len，less和swap方法。

空接口

空接口或者最小接口 不包含任何方法，它对实现不做任何要求：
空接口类似 Java/C# 中所有类的基类： Object 类，二者的目标也很相近。
可以给一个空接口类型的变量 var val interface {} 赋任何类型的值。

比如下面这个例子，我们给空接口赋值任意类型的变量

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)
	}
}

输出

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

反射包

本节我们进一步探讨强大的反射功能。反射是用程序检查其所拥有的结构，尤其是类型的一种能力；这是元编程的一种形式。反射可以在运行时检查类型和变量，例如它的大小、方法和 动态 的调用这些方法。这对于没有源代码的包尤其有用。这是一个强大的工具，除非真得有必要，否则应当避免使用或小心使用。

一个反射的例子:

// blog: Laws of Reflection
package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	var x float64 = 3.4
	fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(x))
	v := reflect.ValueOf(x)
	fmt.Println("value:", v)
	fmt.Println("type:", v.Type())
	fmt.Println("kind:", v.Kind())
	fmt.Println("value:", v.Float())
	fmt.Println(v.Interface())
	fmt.Printf("value is %5.2e\n", v.Interface())
	y := v.Interface().(float64)
	fmt.Println(y)
}

输出

type: float64
value: 3.4
type: float64
kind: float64
value: 3.4
3.4
value is 3.40e+00
3.4

通过反射来修改或者设置值

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	var x float64 = 3.4
	v := reflect.ValueOf(x)
	// setting a value:
	// v.SetFloat(3.1415) // Error: will panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
	fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
	v = reflect.ValueOf(&x) // Note: take the address of x.
	fmt.Println("type of v:", v.Type())
	fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
	v = v.Elem()
	fmt.Println("The Elem of v is: ", v)
	fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
	v.SetFloat(3.1415) // this works!
	fmt.Println(v.Interface())
	fmt.Println(v)
}

settability of v: false
type of v: *float64
settability of v: false
The Elem of v is:  <float64 Value>
settability of v: true
3.1415
<float64 Value>

反射结构

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type NotknownType struct {
	s1, s2, s3 string
}

func (n NotknownType) String() string {
	return n.s1 + " - " + n.s2 + " - " + n.s3
}

// variable to investigate:
var secret interface{} = NotknownType{"Ada", "Go", "Oberon"}

func main() {
	value := reflect.ValueOf(secret) // <main.NotknownType Value>
	typ := reflect.TypeOf(secret)    // main.NotknownType
	// alternative:
	//typ := value.Type()  // main.NotknownType
	fmt.Println(typ)
	knd := value.Kind() // struct
	fmt.Println(knd)

	// iterate through the fields of the struct:
	for i := 0; i < value.NumField(); i++ {
		fmt.Printf("Field %d: %v\n", i, value.Field(i))
		// error: panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field
		//value.Field(i).SetString("C#")
	}

	// call the first method, which is String():
	results := value.Method(0).Call(nil)
	fmt.Println(results) // [Ada - Go - Oberon]
}

值

main.NotknownType
struct
Field 0: Ada
Field 1: Go
Field 2: Oberon
[Ada - Go - Oberon]

print和反射

比如下面这个我们实现来一个简单的通输出函数

package main

import (
	"os"
	"strconv"
)

type Stringer interface {
	String() string
}

type Celsius float64

func (c Celsius) String() string {
	return strconv.FormatFloat(float64(c),\'f\', 1, 64) + " °C"
}

type Day int

var dayName = []string{"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"}

func (day Day) String() string {
	return dayName[day]
}

func print(args ...interface{}) {
	for i, arg := range args {
		if i > 0 {os.Stdout.WriteString(" ")}
		switch a := arg.(type) { // type switch
			case Stringer:	os.Stdout.WriteString(a.String())
			case int:		os.Stdout.WriteString(strconv.Itoa(a))
			case string:	os.Stdout.WriteString(a)
			// more types
			default:		os.Stdout.WriteString("???")
		}
	}
}

func main() {
	print(Day(1), "was", Celsius(18.36))  // Tuesday was 18.4 °C
}

接口与动态类型

package main

import "fmt"

type IDuck interface {
	Quack()
	Walk()
}

func DuckDance(duck IDuck) {
	for i := 1; i <= 3; i++ {
		duck.Quack()
		duck.Walk()
	}
}

type Bird struct {
	// ...
}

func (b *Bird) Quack() {
	fmt.Println("I am quacking!")
}

func (b *Bird) Walk()  {
	fmt.Println("I am walking!")
}

func main() {
	b := new(Bird)
	DuckDance(b)
}

输出

I am quacking!
I am walking!
I am quacking!
I am walking!
I am quacking!
I am walking!