看到接口这两个字,我们一定会联想到面向接口编程。说白了就是接口指定执行对象的具体行为,也就是接口表示让执行对象具体应该做什么,所以,普遍意义上讲,接口是抽象的,而实际执行行为,则是具象的。
接口(interface)的定义
在 Go lang 中,接口是一组方法签名,当类型为接口中的所有方法提供定义时,它被称为实现接口。和面向接口的思想非常类似,接口指定了类型应该具有的方法,类型决定了到底该怎么实现这些方法:
/* 定义接口 */
type interface_name interface {
method_name1 [return_type]
method_name2 [return_type]
method_name3 [return_type]
...
method_namen [return_type]
}
/* 定义结构体 */
type struct_name struct {
/* variables */
}
/* 实现接口方法 */
func (struct_name_variable struct_name) method_name1() [return_type] {
/* 方法实现 */
}
...
func (struct_name_variable struct_name) method_namen() [return_type] {
/* 方法实现*/
}
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具体实现方式:
package main
import (
"fmt"
)
type Phone interface {
call()
}
type Android struct {
}
func (android Android) call() {
fmt.Println("I am Android")
}
type Ios struct {
}
func (ios Ios) call() {
fmt.Println("I am Ios")
}
func main() {
var phone Phone
phone = new(Android)
phone.call()
phone = new(Ios)
phone.call()
}
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程序返回:
是的,现在我们可以结构体、函数、以及接口三箭齐发了,这里首先定义好手机接口,并且指定 call()方法,意思是我在抽象层面拥有一个手机,手机应该具有打电话的功能。
随后分别定义结构体和函数(也是方法),分别具现化的实现接口的指定行为,精神上大家是一样的,但肉体上,一个是安卓,另一个则是苹果。
Go lang 中,接口可以被任意的对象实现,同样地,一个对象也可以实现任意多个接口,任意的类型都实现了空接口(interface{}),也就是包含 0 个 method 的 interface。
诚然,如果单独使用结构体,我们也可以,实现类似多态的结构:
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("。。。。。。。。", lyrics)
} //Employee重写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) //Yes you can split into 2 lines here.
}
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可以单独为结构体定义方法,但如果接口参与逻辑:
type Men interface {
SayHi()
Sing(lyrics string)
}
func main() {
mike := Student{Human{"Mike", 10, "1"}, "MIT", 0.00}
paul := Student{Human{"Paul", 20, "2"}, "Harvard", 100}
sam := Employee{Human{"Sam", 30, "3"}, "Golang Inc.", 1000}
Tom := Employee{Human{"Tom", 40, "4"}, "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("song")
//i也能存储Employee
i = Tom
fmt.Println("This is Tom, an Employee:")
i.SayHi()
i.Sing("song")
//定义了slice Men
fmt.Println("Let's use a slice of Men and see what happens")
x := make([]Men, 3)
//T这三个都是不同类型的元素,但是他们实现了同一个接口
x[0], x[1], x[2] = paul, sam, mike
for _, value := range x {
value.SayHi()
}
}
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程序返回:
This is Mike, a Student:
Hi, I am Mike you can call me on 1
。。。。。。。。 song
This is Tom, an Employee:
Hi, I am Tom, I work at Things Ltd.. Call me on 4
。。。。。。。。 song
Let's use a slice of Men and see what happens
Hi, I am Paul you can call me on 2
Hi, I am Sam, I work at Golang Inc.. Call me on 3
Hi, I am Mike you can call me on 1
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由此可见,接口的出现,把本来不相关的结构体类型以抽象的形式结合了起来,不同的类型实现内容不同的共性方法。
也就是说,Men 接口类型的变量 i,那么 i 里面可以存 Human、Student 或者 Employee 值,所以 i 是抽象的,而 Human、Student 或者 Employee 就是 i 的具象化操作。
接口指定函数参数
接口不仅仅可以指定无参方法,也可以指定具体的参数,让函数接受各种类型的参数:
package main
import "fmt"
type Human interface {
Len()
}
type Student interface {
Human
}
type Test struct {
}
func (h *Test) Len() {
fmt.Println("10个")
}
func main() {
var s Student
s = new(Test)
s.Len()
}
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程序返回:
这里使用接口嵌套的形式,Human 接口定义了 Len 方法,结构体 Test 实现了所有的 Len 接口方法,当结构体 s 中调用 Test 结构体的时候,s 就相当于 Python 中的继承,s 继承了 Test,因此,s 可以不用重写所有的 Human 接口中的方法,因为父构造器已经实现了接口。
鸭子类型(ducktyping)
什么是鸭子类型?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。
所谓远看山有色,近听水无声,春去花还在,人来鸟不惊,意象上来讲,一个事物究竟是不是某一种类型,取决于它具不具备这个类型的特性,这就是鸭子类型的本质。
所以鸭子类型主要描述事物的外部行为而非内部构造,在面向对象的编程语言中,比如 Python 中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由"当前方法和属性的集合"决定。
编写 test.py 文件:
class PsyDuck():
def gaga(self):
print("这是可达鸭")
# 使用的对象和方法
class DoningdDuck():
def gaga(self):
print("这是唐老鸭")
# 被调用的函数
def duckSay(func):
return func.gaga()
# 限制调用方式
if __name__ != '__main__':
print("must __main__")
if __name__ == "__main__":
# 实例化对象
duck = PsyDuck()
person = DoningdDuck()
# 调用函数
duckSay(duck)
duckSay(person)
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程序返回:
所以到底是什么鸭子不重要,重要的是调用了谁的实例。
再来看看 go lang 的手笔:
package main
import "fmt"
//定义一个鸭子接口
//Go 接口是一组方法的集合,可以理解为抽象的类型。它提供了一种非侵入式的接口。任何类型,只要实现了该接口中方法集,那么就属于这个类型。
type Duck interface {
Gaga()
}
//假设现在有一个可达鸭类型
type PsyDuck struct{}
//可达鸭声明方法-满足鸭子会嘎嘎叫的特性
func (pd PsyDuck) Gaga() {
fmt.Println("this is PsyDuck")
}
//假设现在有一个唐老鸭类型
type DonaldDuck struct{}
//唐老鸭声明方法-满足鸭子会嘎嘎叫的特性
func (dd DonaldDuck) Gaga() {
fmt.Println("this is DoningdDuck")
}
//要调用的函数 - 负责执行鸭子能做的事情,注意这里的参数,有类型限制为Duck接口
func DuckSay(d Duck) {
d.Gaga()
}
func main() {
//提示开始打印
fmt.Println("duck typing")
//实例化对象
var pd PsyDuck //可达鸭类型
var dd DonaldDuck //唐老鸭类型
//调用方法
DuckSay(pd) //因为可达鸭实现了所有鸭子的函数,所以可以这么用
DuckSay(dd) //因为唐老鸭实现了所有鸭子的函数,所以可以这么用
}
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程序返回:
duck typing
this is PsyDuck
this is DoningdDuck
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这里首先定义抽象的鸭子接口,指定 gaga 方法,不同的结构体:可达鸭、唐老鸭分别绑定并且实现了鸭子接口的方法,然后声明一个调用函数,在执行的时候,将结构体变量传递给调用函数,动态地实现了不同类型的方法。
结语
所谓接口(interface)的抽象性,就是从表面看到本质,从片面看到整体,然后抽出那些稳定的、共有的特性。平时我们会考虑代码的重用性,组件的复用性,同一个功能对不同场景的复用性,有了复用的能力,就能够用更少的开发去满足更多场景的同类需求问题。从而能够从一个具体的需求,看到一类的需求,看到衍生的相关的需求,甚至再对需求进行分类,看到更高层面的需求。进而才能够系统性解决同类的需求而不是就事论事点对点解决问题。
所以,总的来说,接口的极致就是抽象,而抽象的极致,则是格局,接口,可以更好的帮我们扩大程序视野的格局。
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