interface

Go语言里面设计最精妙的应该算interface，它让面向对象，内容组织实现非常的方便

什么是interface

简单的说，interface是一组method签名的组合，通过interface来定义对象的一组行为。

前面例子中Student和Employee都能SayHi，虽然他们的内部实现不一样，但是那不重要，重要的是他们都能say hi

继续做更多的扩展，Student和Employee实现另一个方法Sing，然后Student实现方法BorrowMoney而Employee实现SpendSalary。

这样Student实现了三个方法：SayHi、Sing、BorrowMoney；而Employee实现了SayHi、Sing、SpendSalary。

上面这些方法的组合称为interface(被对象Student和Employee实现)。例如Student和Employee都实现了interface：SayHi和Sing，也就是这两个对象是该interface类型。而Employee没有实现这个interface：SayHi、Sing和BorrowMoney，因为Employee没有实现BorrowMoney这个方法。

interface类型

interface类型定义了一组方法，如果某个对象实现了某个接口的所有方法，则此对象就实现了此接口。详细的语法参考下面这个例子

type Human struct {
    name string
    age int
    phone string
}
type Student struct {
    Human //匿名字段Human
    school string
    loan float32
}
type Employee struct {
    Human //匿名字段Human
    company string
    money float32
}
//Human对象实现Sayhi方法
func (h *Human) SayHi() {
    fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone)
}
// Human对象实现Sing方法
func (h *Human) Sing(lyrics string) {
    fmt.Println("La la, la la la, la la la la la...", lyrics)
}
//Human对象实现Guzzle方法
func (h *Human) Guzzle(beerStein string) {
    fmt.Println("Guzzle Guzzle Guzzle...", beerStein)
}
// Employee重载Human的Sayhi方法
func (e *Employee) SayHi() {
    fmt.Printf("Hi, I am %s, I work at %s. Call me on %s\n", e.name,
        e.company, e.phone) //此句可以分成多行
}
//Student实现BorrowMoney方法
func (s *Student) BorrowMoney(amount float32) {
    s.loan += amount // (again and again and...)
}
//Employee实现SpendSalary方法
func (e *Employee) SpendSalary(amount float32) {
    e.money -= amount // More vodka please!!! Get me through the day!
}
// 定义interface
type Men interface {
    SayHi()
    Sing(lyrics string)
    Guzzle(beerStein string)
}
type YoungChap interface {
    SayHi()
    Sing(song string)
    BorrowMoney(amount float32)
}
type ElderlyGent interface {
    SayHi()
    Sing(song string)
    SpendSalary(amount float32)
}

通过上面的代码可以知道，interface可以被任意的对象实现。看到上面的Men interface被Human、Student和Employee实现。同理，一个对象可以实现任意多个interface，例如上面的Student实现了Men和YoungChap两个interface。

最后，任意的类型都实现了空interface(这样定义：interface{})，也就是包含0个method的interface。

interface值

那么interface里面到底能存什么值呢？如果定义了一个interface的变量，那么这个变量里面可以存实现这个interface的任意类型的对象。例如上面例子中，定义了一个Men interface类型的变量m，那么m里面可以存Human、Student或者Employee值。

因为m能够持有这三种类型的对象，所以可以定义一个包含Men类型元素的slice，这个slice可以被赋予实现了Men接口的任意结构的对象，这个和传统意义上面的slice有所不同。

来看一下下面这个例子:

package main
import "fmt"
type Human struct {
    name string
    age int
    phone string
}
type Student struct {
    Human //匿名字段
    school string
    loan float32
}
type Employee struct {
    Human //匿名字段
    company string
    money float32
}
//Human实现SayHi方法
func (h Human) SayHi() {
    fmt.Printf("Hi, I am %s you can call me on %s\n", h.name, h.phone)
}
//Human实现Sing方法
func (h Human) Sing(lyrics string) {
    fmt.Println("La la la la...", lyrics)
}
//Employee重载Human的SayHi方法
func (e Employee) SayHi() {
    fmt.Printf("Hi, I am %s, I work at %s. Call me on %s\n", e.name,
        e.company, e.phone)
    }
// Interface Men被Human,Student和Employee实现
// 因为这三个类型都实现了这两个方法
type Men interface {
    SayHi()
    Sing(lyrics string)
}
func main() {
    mike := Student{Human{"Mike", 25, "222-222-XXX"}, "MIT", 0.00}
    paul := Student{Human{"Paul", 26, "111-222-XXX"}, "Harvard", 100}
    sam := Employee{Human{"Sam", 36, "444-222-XXX"}, "Golang Inc.", 1000}
    tom := Employee{Human{"Tom", 37, "222-444-XXX"}, "Things Ltd.", 5000}
    //定义Men类型的变量i
    var i Men
    //i能存储Student
    i = mike
    fmt.Println("This is Mike, a Student:")
    i.SayHi()
    i.Sing("November rain")
    //i也能存储Employee
    i = tom
    fmt.Println("This is tom, an Employee:")
    i.SayHi()
    i.Sing("Born to be wild")
    //定义了slice Men
    fmt.Println("Let's use a slice of Men and see what happens")
    x := make([]Men, 3)
    //这三个都是不同类型的元素，但是他们实现了interface同一个接口
    x[0], x[1], x[2] = paul, sam, mike
    for _, value := range x{
        value.SayHi()
    }
}

通过上面的代码，发现interface就是一组抽象方法的集合，它必须由其他非interface类型实现，而不能自我实现， Go通过interface实现了duck-typing:即”当看到一只鸟走起来像鸭子、游泳起来像鸭子、叫起来也像鸭子，那么这只鸟就可以被称为鸭子”。

空interface

空interface(interface{})不包含任何的method，正因为如此，所有的类型都实现了空interface。空interface对于描述起不到任何的作用(因为它不包含任何的method），但是空interface需要存储任意类型的数值的时候相当有用，因为它可以存储任意类型的数值。它有点类似于C语言的void*类型。

// 定义a为空接口
var a interface{}
var i int = 5
s := "Hello world"
// a可以存储任意类型的数值
a = i
a = s

一个函数把interface{}作为参数，那么他可以接受任意类型的值作为参数，如果一个函数返回interface{},那么也就可以返回任意类型的值。是不是很有用啊！

interface函数参数

interface的变量可以持有任意实现该interface类型的对象，这给编写函数(包括method)提供了一些额外的思考，是不是可以通过定义interface参数，让函数接受各种类型的参数。

举个例子：fmt.Println是常用的一个函数，是否注意到它可以接受任意类型的数据。打开fmt的源码文件，会看到这样一个定义:

type Stringer interface {
     String() string
}

也就是说，任何实现了String方法的类型都能作为参数被fmt.Println调用,来试一试

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
)
type Human struct {
    name string
    age int
    phone string
}
// 通过这个方法 Human 实现了 fmt.Stringer
func (h Human) String() string {
    return "❰"+h.name+" - "+strconv.Itoa(h.age)+" years -  ✆ " +h.phone+"❱"
}
func main() {
    Bob := Human{"Bob", 39, "000-7777-XXX"}
    fmt.Println("This Human is : ", Bob)
}

现在再回顾一下前面的Box示例，发现Color结构也定义了一个method：String。其实这也是实现了fmt.Stringer这个interface，即如果需要某个类型能被fmt包以特殊的格式输出，就必须实现Stringer这个接口。如果没有实现这个接口，fmt将以默认的方式输出。

//实现同样的功能
fmt.Println("The biggest one is", boxes.BiggestsColor().String())
fmt.Println("The biggest one is", boxes.BiggestsColor())

注：实现了error接口的对象（即实现了Error() string的对象），使用fmt输出时，会调用Error()方法，因此不必再定义String()方法了。

interface变量存储的类型

interface的变量里面可以存储任意类型的数值(该类型实现了interface)。那么怎么反向知道这个变量里面实际保存了的是哪个类型的对象呢？目前常用的有两种方法：

• Comma-ok断言

Go语言里面有一个语法，可以直接判断是否是该类型的变量： value, ok = element.(T)，这里value就是变量的值，ok是一个bool类型，element是interface变量，T是断言的类型。

如果element里面确实存储了T类型的数值，那么ok返回true，否则返回false。

通过一个例子来更加深入的理解。

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
)
type Element interface{}
type List [] Element
type Person struct {
    name string
    age int
}
//定义了String方法，实现了fmt.Stringer
func (p Person) String() string {
    return "(name: " + p.name + " - age: "+strconv.Itoa(p.age)+ " years)"
}
func main() {
    list := make(List, 3)
    list[0] = 1 // an int
    list[1] = "Hello" // a string
    list[2] = Person{"Dennis", 70}
    for index, element := range list {
        if value, ok := element.(int); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is an int and its value is %d\n", index, value)
        } else if value, ok := element.(string); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is a string and its value is %s\n", index, value)
        } else if value, ok := element.(Person); ok {
            fmt.Printf("list[%d] is a Person and its value is %s\n", index, value)
        } else {
            fmt.Printf("list[%d] is of a different type\n", index)
        }
    }
}

是否注意到了多个if里面，if里面允许初始化变量。断言的类型越多，那么if else也就越多，所以才引出了下面要介绍的switch。

• switch测试

重写上面的这个实现

package main
import (
    "fmt"
    "strconv"
)
type Element interface{}
type List [] Element
type Person struct {
    name string
    age int
}
//打印
func (p Person) String() string {
    return "(name: " + p.name + " - age: "+strconv.Itoa(p.age)+ " years)"
}
func main() {
    list := make(List, 3)
    list[0] = 1 //an int
    list[1] = "Hello" //a string
    list[2] = Person{"Dennis", 70}
    for index, element := range list{
        switch value := element.(type) {
            case int:
            fmt.Printf("list[%d] is an int and its value is %d\n", index, value)
            case string:
            fmt.Printf("list[%d] is a string and its value is %s\n", index, value)
            case Person:
            fmt.Printf("list[%d] is a Person and its value is %s\n", index, value)
            default:
            fmt.Println("list[%d] is of a different type", index)
        }
    }
}

这里有一点需要强调的是：element.(type)语法不能在switch外的任何逻辑里面使用，如果要在switch外面判断一个类型就使用comma-ok。

嵌入interface

Go里面真正吸引人的是它内置的逻辑语法，就像在学习Struct时学习的匿名字段，那么相同的逻辑引入到interface里面，更加完美了。如果一个interface1作为interface2的一个嵌入字段，那么interface2隐式的包含了interface1里面的method。

可以看到源码包container/heap里面有这样的一个定义

type Interface interface {
    sort.Interface //嵌入字段sort.Interface
    Push(x interface{}) //a Push method to push elements into the heap
    Pop() interface{} //a Pop elements that pops elements from the heap
}

看到sort.Interface其实就是嵌入字段，把sort.Interface的所有method给隐式的包含进来了。也就是下面三个方法：

type Interface interface {
    // Len is the number of elements in the collection.
    Len() int
    // Less returns whether the element with index i should sort
    // before the element with index j.
    Less(i, j int) bool
    // Swap swaps the elements with indexes i and j.
    Swap(i, j int)
}

另一个例子就是io包下面的 io.ReadWriter ，它包含了io包下面的Reader和Writer两个interface：

// io.ReadWriter
type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}