Go 面向对象编程篇（七）：类型断言

在 Java、PHP 等语言的面向对象编程实现中，提供了 instanceof 关键字来进行接口和类型的断言，这种断言其实就是判定一个对象是否是某个类（包括父类）或接口的实例。

Go 语言设计地非常简单，所以没有提供类似的关键字，而是通过类型断言运算符 .(type) 来实现，其中 type 对应的就是要断言的类型。下面，我们来看下具体的使用示例。

接口类型断言

首先来看接口类型断言。

以上篇教程介绍的 Number 类、Number1 和 Number2 接口为例，在 Go 语言中，要断言 Number2 接口类型实例 num2 是否也是 Number1 接口类型（即 num2 是否实现了 Number1 接口，本质上则是 num1 是否实现了 Number1 接口），可以这么做：

var num1 Number = 1;
var num2 Number2 = &num1;
if num3, ok := num2.(Number1); ok {
    fmt.Println(num3.Equal(1))
}

我们通过 num2.(Number1) 这个表达式断言 num2 是否是 Number1 类型的实例，如果是，ok 值为 true，然后执行 if 语句块中的代码；否则 ok 值为 false，不执行 if 语句块中的代码。

需要注意的是，类型断言是否成功要在运行期才能够确定，它不像接口赋值，编译器只需要通过静态类型检查即可判断赋值是否可行。

结构体类型断言

接下来我们来看下结构体类型断言。

结构体类型断言实现语法和接口类型断言一样，我们以前面包的可见性教程中定义的 Animal、Dog 类为例，它们都位于 animal 包中，由于类型断言语法 . 左侧的变量类型必须是接口类型，所以我们需要新增一个 IAnimal 接口（首字母大写的接口才能在包外可见，这一点和类名、方法名、函数名、变量名、属性名一样）：

type IAnimal interface {
    GetName() string
    Call() string
    FavorFood() string
}

这样一来，Animal 和 Dog 类就都实现了 IAnimal 接口，要查询 IAnimal 接口类型的实例是否是 Dog 结构体类型，可以这么做：

var animal = NewAnimal("中华田园犬")
var pet = NewPet("泰迪")
var ianimal IAnimal = NewDog(&animal, pet)
if dog, ok := ianimal.(Dog); ok {
    fmt.Println(dog.GetName())
    fmt.Println(dog.Call())
    fmt.Println(dog.FavorFood())
}

如果 ianimal 变量是 Dog 类型，则 ok 值为 true，执行 if 语句块中的代码；否则 ok 值为 false。

需要注意的是，在 Go 语言结构体类型断言时，子类的实例并不归属于父类，即使子类和父类属性名和成员方法列表完全一致，因为类与类之间的「继承」是通过组合实现的，并不是 Java/PHP 中的那种父子继承关系，这是新手需要注意的地方。同理，父类实现了某个接口，不代表组合类它的子类也实现了这个接口。

比如，我们把上述代码中的 ianimal.(Dog) 替换成 ianimal.(Animal)，则查询结果的 ok 值为 false。当然，由于 Dog 实现了 IAnimal 接口，所以接口类型断言 ianimal.(IAnimal) 也会成功，但是如果 Dog 没有实现该接口，则断言失败，即使父类 Animal 实现了这个接口也不行。

所以，学院君这里使用父子类来称呼，完全是为了方便大家对比理解，实际上已经和传统的面向对象编程中的父子类完全不是一个概念了，其本质原因就是 Go 使用了组合而非继承来构建类与类之间的关联和层次关系。

基于反射动态断言类型

此外，还可以基于反射在运行时动态进行类型断言，使用 reflect 包提供的 TypeOf 函数即可实现。正如我们在变长参数中演示的那样：

func myPrintf(args ...interface{}) {
    for _, arg := range args {
        switch reflect.TypeOf(arg).Kind() {
        case reflect.Int:
            fmt.Println(arg, "is an int value.")
        case reflect.String:
            fmt.Printf("\"%s\" is a string value.\n", arg)
        case reflect.Array:
            fmt.Println(arg, "is an array type.")
        default:
            fmt.Println(arg, "is an unknown type.")
        }
    }
}

因此，如果要获取 ianimal 的实际类型，可以通过 reflect.TypeOf(ianimal) 获取：

var animal = NewAnimal("中华田园犬")
var pet = NewPet("泰迪")
var ianimal IAnimal = NewDog(&animal, pet)
fmt.Println(reflect.TypeOf(ianimal))

返回的结果是 animal.Dog。

对于基本数据类型，比如 int、string、bool 这些，不必通过反射，直接使用 variable.(type) 表达式即可获取 variable 变量对应的类型值：

func myPrintf(args ...interface{}) {
    for _, arg := range args {
        switch arg.(type) {
        case int:
            fmt.Println(arg, "is an int value.")
        case string:
            fmt.Printf("\"%s\" is a string value.\n", arg)
        case bool:
            fmt.Println(arg, "is a bool value.")
        default:
            fmt.Println(arg, "is an unknown type.")
        }
    }
}

Go 语言 fmt 标准库中的 Println() 函数底层就是基于类型断言将传入参数值转化为字符串进行打印的：

func (p *pp) printArg(arg interface{}, verb rune) {
    p.arg = arg
    p.value = reflect.Value{}

    ...

    // Some types can be done without reflection.
    switch f := arg.(type) {
    case bool:
        p.fmtBool(f, verb)
    case float32:
        p.fmtFloat(float64(f), 32, verb)
    case float64:
        p.fmtFloat(f, 64, verb)
    case complex64:
        p.fmtComplex(complex128(f), 64, verb)
    case complex128:
        p.fmtComplex(f, 128, verb)
    case int:
        p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
    case int8:
        p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
    case int16:
        p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
    case int32:
        p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
    case int64:
        p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
    case uint:
        p.fmtInteger(uint64(f), unsigned, verb)
    case uint8:
        p.fmtInteger(uint64(f), unsigned, verb)
    case uint16:
        p.fmtInteger(uint64(f), unsigned, verb)
    case uint32:
        p.fmtInteger(uint64(f), unsigned, verb)
    case uint64:
        p.fmtInteger(f, unsigned, verb)
    case uintptr:
        p.fmtInteger(uint64(f), unsigned, verb)
    case string:
        p.fmtString(f, verb)
    case []byte:
        p.fmtBytes(f, verb, "[]byte")
    case reflect.Value:
        // Handle extractable values with special methods
        // since printValue does not handle them at depth 0.
        if f.IsValid() && f.CanInterface() {
            p.arg = f.Interface()
            if p.handleMethods(verb) {
                return
            }
        }
        p.printValue(f, verb, 0)
    default:
        // If the type is not simple, it might have methods.
        if !p.handleMethods(verb) {
            // Need to use reflection, since the type had no
            // interface methods that could be used for formatting.
            p.printValue(reflect.ValueOf(f), verb, 0)
        }
    }
}

其中 arg 对应的是外部传入的每个待打印参数值。interface{} 表示空接口类型，在 Go 语言中，空接口可以表示任意类型，关于空接口以及它与反射结合来实现更复杂的类型功能，将是我们下篇教程重点探讨的内容。