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Go 面向对象编程篇(六):接口赋值

接口赋值概述

上篇教程中,学院君给大家介绍了 Go 接口的定义及实现,和其他编程语言一样,Go 接口不支持直接实例化,因为它只是一个契约而已,只能通过具体的类来实现接口声明的所有方法。不同之处在于,Go 接口支持赋值操作,从而快速实现接口与实现类的映射,与之相比,Java、PHP 要实现接口与实现类的映射,只能基于 IoC 容器通过依赖注入实现,要复杂的多。

接口赋值在 Go 语言中分为如下两种情况:

  • 将实现接口的类实例赋值给接口;
  • 将一个接口赋值给另一个接口。

下面我们通过代码实例逐个介绍对应的实现和注意事项。

将类实例赋值给接口

先看看将类实例赋值给接口,这要求该实例对应的类实现了接口声明的所有方法,这个是自然,否则也就不能算作实现该接口了。

只包含值方法

我们以之前为基本类型添加成员方法时定义过的 Integer 类型为例进行演示:

type Integer int

// 加法运算
func (a Integer) Add(b Integer) Integer {
    return a + b
}

// 乘法运算
func (a Integer) Multiply(b Integer) Integer {
    return a * b
}

type Math interface {
    Add(i Integer) Integer
    Multiply(i Integer) Integer
}

按照 Go 语言的约定,Integer 类型实现了 Math 接口。然后我们可以这样将 Integer 类型的实例 a 直接赋值给 Math 接口类型的变量 m

var a Integer = 1 
var m Math = a
fmt.Println(m.Add(1))

对于值方法而言,进行接口赋值时传递 a 实例的指针引用也是可以的:

var a Integer = 1 
var m Math = &a
fmt.Println(m.Add(1))

因为对于非指针方法,Go 底层会自动生成一个与之对应的指针成员方法:

func (a *Integer) Add(i Integer) Integer { 
    return (*a).Add(i) 
}

func (a *Integer) Multiply(i Integer) Integer { 
    return (*a).Multiply(i) 
}

包含指针方法

不过如果 Integer 类型中包含了归属于指针的实现方法:

type Integer int

func (a *Integer) Add(b Integer) {
    *a = (*a) + b
}

func (a Integer) Multiply(b Integer) Integer {
    return a * b
}

type Math interface {
    Add(i Integer)
    Multiply(i Integer) Integer
}

那么在做接口赋值时,就只能传递指针类型的变量了:

var a Integer = 1
var m Math = &a
m.Add(2)
fmt.Printf("1 + 2 = %d\n", a)

因为 Integer 类型不包含指针方法(参考前面介绍的值方法与指针方法区别),所以此时只有 *Integer 类型实现了 Math 接口,如果我们直接将 a 的值类型赋值给 m,编译时会报错:

cannot use a (type Integer) as type Math in assignment:
    Integer does not implement Math (Add method has pointer receiver)

综上所述,如果 Integer 类中实现接口的成员方法都是值方法,则进行接口赋值时,传递类实例的值类型或者指针类型均可,否则只能传递指针类型实例,从代码性能角度来说,值拷贝需要消耗更多的内存空间,统一使用指针类型代码性能会更好。

将接口赋值给接口

接下来,我们来看如何将一个接口赋值给另一个接口:在 Go 语言中,只要两个接口拥有相同的方法列表(与顺序无关),那么它们就是等同的,可以相互赋值。不过,这里有一个前提,那就是接口变量持有的是基于对应实现类的实例值,所以接口与接口间的赋值是基于类实例与接口间的赋值的。

完全对等

下面我们来编写对应的示例代码,这是第一个接口 Number1

type Number1 interface {
    Equal(i int) bool
    LessThan(i int) bool
    MoreThan(i int) bool
}

这是第二个接口 Number2

type Number2 interface {
    Equal(i int) bool
    MoreThan(i int) bool
    LessThan(i int) bool
}

这里我们定义了两个接口,一个叫 Number1,一个叫 Number2,两者都定义三个相同的方法,只是顺序不同而已。在 Go 语言中,这两个接口实际上并无区别,因为:

  • 任何实现了 Number1 接口的类,也实现了 Number2
  • 任何实现了 Number1 接口的类实例都可以赋值给 Number2,反之亦然;
  • 在任何地方使用 Number1 接口与使用 Number2 并无差异。

接下来我们定义一个实现了这两个接口的类 Number

type Number int

func (n Number) Equal(i int) bool {
    return int(n) == i
}

func (n Number) LessThan(i int) bool {
    return int(n) < i
}

func (n Number) MoreThan(i int) bool {
    return int(n) > i
}

那么下面这些赋值代码都是合法的,会编译通过:

var num1 Number = 1
var num2 Number1 = num1 
var num3 Number2 = num2

方法子集

此外,接口赋值并不要求两个接口完全等价(方法完全相同)。如果接口 A 的方法列表是接口 B 的方法列表的子集,那么接口 B 也可以赋值给接口 A。例如,假设 Number2 接口定义如下:

type Number2 interface {
    Equal(i int) bool
    MoreThan(i int) bool
    LessThan(i int) bool
    Add(i int)
}

要让 Number 类继续保持实现这两个接口,需要在 Number 类定义中新增一个 Add 方法实现(这里定义了一个指针方法):

func (n *Number) Add(i int) {
    *n = *n + Number(i)
}

接下来,将上面的接口赋值语句改写如下即可:

var num1 Number = 1
var num2 Number2 = &num1
var num3 Number1 = num2 

这样一来,就实现了接口赋值,但是反过来不行:

var num1 Number = 1
var num2 Number1 = &num1
var num3 Number2 = num2   // 这一段编译出错

因为 Number1 接口中没有声明 Add 方法,或者换句话说,实现了 Number2 接口的类肯定实现了 Number1,但是实现了 Number1 接口的类不一定实现了 Number2。这句话是不是似曾相识?没错,这一点和 Java、PHP 中子类实例可以直接赋值给父类变量,而父类实例不能直接赋值给子类变量有异曲同工之妙,我们在学习新知识时要善于通过这种类比来降低学习成本,提高学习效率。

太烂了有点差凑活看还不错太棒了 (3 人打了分, 平均分: 5.00)
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