函数类型实现接口——把函数作为接口来调用

Go语言函数类型实现接口——把函数作为接口来调用 http://c.biancheng.net/view/58.html

函数和其他类型一样都属于“一等公民”，其他类型能够实现接口，函数也可以，本节将对结构体与函数实现接口的过程进行对比。

首先给出本节完整的代码：

1. package main
3. import (
4. "fmt"
5. )
7. // 调用器接口
8. type Invoker interface {
9. // 需要实现一个Call方法
10. Call(interface{})
11. }
13. // 结构体类型
14. type Struct struct {
15. }
17. // 实现Invoker的Call
18. func (s *Struct) Call(p interface{}) {
19. fmt.Println("from struct", p)
20. }
22. // 函数定义为类型
23. type FuncCaller func(interface{})
25. // 实现Invoker的Call
26. func (f FuncCaller) Call(p interface{}) {
28. // 调用f函数本体
29. f(p)
30. }
32. func main() {
34. // 声明接口变量
35. var invoker Invoker
37. // 实例化结构体
38. s := new(Struct)
40. // 将实例化的结构体赋值到接口
41. invoker = s
43. // 使用接口调用实例化结构体的方法Struct.Call
44. invoker.Call("hello")
46. // 将匿名函数转为FuncCaller类型，再赋值给接口
47. invoker = FuncCaller(func(v interface{}) {
48. fmt.Println("from function", v)
49. })
51. // 使用接口调用FuncCaller.Call，内部会调用函数本体
52. invoker.Call("hello")
53. }

有如下一个接口：

1. // 调用器接口
2. type Invoker interface {
3. // 需要实现一个Call()方法
4. Call(interface{})
5. }

这个接口需要实现 Call() 方法，调用时会传入一个 interface{} 类型的变量，这种类型的变量表示任意类型的值。

接下来，使用结构体进行接口实现。

结构体实现接口

结构体实现 Invoker 接口的代码如下：

1. // 结构体类型
2. type Struct struct {
3. }
5. // 实现Invoker的Call
6. func (s *Struct) Call(p interface{}) {
7. fmt.Println("from struct", p)
8. }

代码说明如下：

• 第 2 行，定义结构体，该例子中的结构体无须任何成员，主要展示实现 Invoker 的方法。
• 第 6 行，Call() 为结构体的方法，该方法的功能是打印 from struct 和传入的 interface{} 类型的值。

将定义的 Struct 类型实例化，并传入接口中进行调用，代码如下：

1. // 声明接口变量
2. var invoker Invoker
4. // 实例化结构体
5. s := new(Struct)
7. // 将实例化的结构体赋值到接口
8. invoker = s
10. // 使用接口调用实例化结构体的方法Struct.Call
11. invoker.Call("hello")

代码说明如下：

• 第 2 行，声明 Invoker 类型的变量。
• 第 5 行，使用 new 将结构体实例化，此行也可以写为 s:=&Struct。
• 第 8 行，s 类型为 *Struct，已经实现了 Invoker 接口类型，因此赋值给 invoker 时是成功的。
• 第 11 行，通过接口的 Call() 方法，传入 hello，此时将调用 Struct 结构体的 Call() 方法。

接下来，对比下函数实现结构体的差异。

代码输出如下：

from struct hello

函数体实现接口

函数的声明不能直接实现接口，需要将函数定义为类型后，使用类型实现结构体，当类型方法被调用时，还需要调用函数本体。

1. // 函数定义为类型
2. type FuncCaller func(interface{})
4. // 实现Invoker的Call
5. func (f FuncCaller) Call(p interface{}) {
7. // 调用f()函数本体
8. f(p)
9. }

代码说明如下：

• 第 2 行，将 func(interface{}) 定义为 FuncCaller 类型。
• 第 5 行，FuncCaller 的 Call() 方法将实现 Invoker 的 Call() 方法。
• 第 8 行，FuncCaller 的 Call() 方法被调用与 func(interface{}) 无关，还需要手动调用函数本体。

上面代码只是定义了函数类型，需要函数本身进行逻辑处理，FuncCaller 无须被实例化，只需要将函数转换为 FuncCaller 类型即可，函数来源可以是命名函数、匿名函数或闭包，参见下面代码：

1. // 声明接口变量
2. var invoker Invoker
4. // 将匿名函数转为FuncCaller类型, 再赋值给接口
5. invoker = FuncCaller(func(v interface{}) {
6. fmt.Println("from function", v)
7. })
9. // 使用接口调用FuncCaller.Call, 内部会调用函数本体
10. invoker.Call("hello")

代码说明如下：

• 第 2 行，声明接口变量。
• 第 5 行，将 func(v interface{}){} 匿名函数转换为 FuncCaller 类型（函数签名才能转换），此时 FuncCaller 类型实现了 Invoker 的 Call() 方法，赋值给 invoker 接口是成功的。
• 第 10 行，使用接口方法调用。

代码输出如下：

from function hello

HTTP包中的例子

HTTP 包中包含有 Handler 接口定义，代码如下：

1. type Handler interface {
2. ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
3. }

Handler 用于定义每个 HTTP 的请求和响应的处理过程。

同时，也可以使用处理函数实现接口，定义如下：

1. type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
3. func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
4. f(w, r)
5. }

要使用闭包实现默认的 HTTP 请求处理，可以使用 http.HandleFunc() 函数，函数定义如下：

1. func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
2. DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
3. }

而 DefaultServeMux 是 ServeMux 结构，拥有 HandleFunc() 方法，定义如下：

1. func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func
2. (ResponseWriter, *Request)) {
3. mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
4. }

上面代码将外部传入的函数 handler() 转为 HandlerFunc 类型，HandlerFunc 类型实现了 Handler 的 ServeHTTP 方法，底层可以同时使用各种类型来实现 Handler 接口进行处理。

the-way-to-go_ZH_CN/11.1.md at master · unknwon/the-way-to-go_ZH_CN https://github.com/unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/11.1.md

类型（比如结构体）实现接口方法集中的方法，每一个方法的实现说明了此方法是如何作用于该类型的：即实现接口，同时方法集也构成了该类型的接口。实现了 Namer 接口类型的变量可以赋值给 ai （接收者值），此时方法表中的指针会指向被实现的接口方法。当然如果另一个类型（也实现了该接口）的变量被赋值给 ai，这二者（译者注：指针和方法实现）也会随之改变。

类型不需要显式声明它实现了某个接口：接口被隐式地实现。多个类型可以实现同一个接口。

实现某个接口的类型（除了实现接口方法外）可以有其他的方法。

一个类型可以实现多个接口。

接口类型可以包含一个实例的引用， 该实例的类型实现了此接口（接口是动态类型）。

即使接口在类型之后才定义，二者处于不同的包中，被单独编译：只要类型实现了接口中的方法，它就实现了此接口。

所有这些特性使得接口具有很大的灵活性。

第一个例子：

示例 11.1 interfaces.go：

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
", areaIntf.Area())
}

输出：

The square has area: 25.000000

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。

这是 多态 的 Go 版本，多态是面向对象编程中一个广为人知的概念：根据当前的类型选择正确的方法，或者说：同一种类型在不同的实例上似乎表现出不同的行为。

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

cannot use sq1 (type *Square) as type Shaper in assignment:
*Square does not implement Shaper (missing Area method)

如果 Shaper 有另外一个方法 Perimeter()，但是Square 没有实现它，即使没有人在 Square 实例上调用这个方法，编译器也会给出上面同样的错误。

扩展一下上面的例子，类型 Rectangle 也实现了 Shaper 接口。接着创建一个 Shaper 类型的数组，迭代它的每一个元素并在上面调用 Area() 方法，以此来展示多态行为：

示例 11.2 interfaces_poly.go：

package main

import "fmt"

type Shaper interface {
	Area() float32
}

type Square struct {
	side float32
}

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

type Rectangle struct {
	length, width float32
}

func (r Rectangle) Area() float32 {
	return r.length * r.width
}

func main() {

	r := Rectangle{5, 3} // Area() of Rectangle needs a value
	q := &Square{5}      // Area() of Square needs a pointer
	// shapes := []Shaper{Shaper(r), Shaper(q)}
	// or shorter
	shapes := []Shaper{r, q}
	fmt.Println("Looping through shapes for area ...")
	for n, _ := range shapes {
		fmt.Println("Shape details: ", shapes[n])
		fmt.Println("Area of this shape is: ", shapes[n].Area())
	}
}

输出：

Looping through shapes for area ...
Shape details:  {5 3}
Area of this shape is:  15
Shape details:  &{5}
Area of this shape is:  25

在调用 shapes[n].Area() 这个时，只知道 shapes[n] 是一个 Shaper 对象，最后它摇身一变成为了一个 Square 或 Rectangle 对象，并且表现出了相对应的行为。

也许从现在开始你将看到通过接口如何产生 更干净、更简单 及 更具有扩展性 的代码。在 11.12.3 中将看到在开发中为类型添加新的接口是多么的容易。

下面是一个更具体的例子：有两个类型 stockPosition 和 car，它们都有一个 getValue() 方法，我们可以定义一个具有此方法的接口 valuable。接着定义一个使用 valuable 类型作为参数的函数 showValue()，所有实现了 valuable 接口的类型都可以用这个函数。

示例 11.3 valuable.go：

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
", asset.getValue())
}

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

输出：

Value of the asset is 2308.800049
Value of the asset is 66500.000000

一个标准库的例子

io 包里有一个接口类型 Reader:

type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

定义变量 r： var r io.Reader

那么就可以写如下的代码：

	var r io.Reader
	r = os.Stdin    // see 12.1
	r = bufio.NewReader(r)
	r = new(bytes.Buffer)
	f,_ := os.Open("test.txt")
	r = bufio.NewReader(f)

上面 r 右边的类型都实现了 Read() 方法，并且有相同的方法签名，r 的静态类型是 io.Reader。

备注

有的时候，也会以一种稍微不同的方式来使用接口这个词：从某个类型的角度来看，它的接口指的是：它的所有导出方法，只不过没有显式地为这些导出方法额外定一个接口而已。

练习 11.1 simple_interface.go：

定义一个接口 Simpler，它有一个 Get() 方法和一个 Set()，Get()返回一个整型值，Set() 有一个整型参数。创建一个结构体类型 Simple实现这个接口。

接着定一个函数，它有一个 Simpler 类型的参数，调用参数的 Get() 和 Set() 方法。在 main 函数里调用这个函数，看看它是否可以正确运行。

练习 11.2 interfaces_poly2.go：

a) 扩展 interfaces_poly.go 中的例子，添加一个 Circle 类型

b) 使用一个抽象类型 Shape（没有字段） 实现同样的功能，它实现接口 Shaper，然后在其他类型里内嵌此类型。扩展 10.6.5 中的例子来说明覆写。

链接

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• 上一节：接口（Interfaces）与反射（reflection）
• 下一节：接口嵌套接口