Go基礎系列：Go介面
介面用法簡介
介面(interface)是一種型別，用來定義行為(方法)。
type Namer interface {
my_method1()
my_method2(para)
my_method3(para) return_type
...
}
但這些行為不會在介面上直接實現，而是需要使用者自定義的方法來實現。所以，在上面的Namer介面型別中的方法 my_methodN 都是沒有實際方法體的，僅僅只是在介面Namer中存放這些方法的簽名( 簽名 = 函式名+引數(型別)+返回值(型別) )。
當用戶自定義的型別實現了介面上定義的這些方法，那麼自定義型別的值(也就是例項)可以賦值給介面型別的值(也就是介面例項)。這個賦值過程使得介面例項中儲存了使用者自定義型別例項。
例如：
package main
import (
"fmt"
)
// Shaper 介面型別
type Shaper interface {
Area() float64
}
// Circle struct型別
type Circle struct {
radius float64
}
// Circle型別實現Shaper中的方法Area()
func (c *Circle) Area() float64 {
return 3.14 * c.radius * c.radius
}
// Square struct型別
type Square struct {
length float64
}
// Square型別實現Shaper中的方法Area()
func (s *Square) Area() float64 {
return s.length * s.length
}
func main() {
// Circle型別的指標型別例項
c := new(Circle)
c.radius = 2.5
// Square型別的值型別例項
s := Square{3.2}
// Sharpe介面例項ins1，它只能是值型別的
var ins1 Shaper
// 將Circle例項c賦值給介面例項ins1
// 那麼ins1中就儲存了例項c
ins1 = c
fmt.Println(ins1)
// 使用型別推斷將Square例項s賦值給介面例項
ins2 := s
fmt.Println(ins2)
}
上面將輸出：
&{2.5}
{3.2}
從上面輸出結果中可以看出，兩個介面例項ins1和ins2被分別賦值後， 分別儲存了指標型別的Circle例項c和值型別的Square例項s 。
另外，從上面賦值ins1和ins2的賦值語句上看：
ins1 = c ins2 := s
是否說明介面例項ins就是自定義型別的例項？實際上介面是指標型別(指向什麼見下文)。這個時候，自定義型別的例項c、s稱為具體例項，ins例項是抽象例項，因為ins介面中定義的行為(方法)並沒有具體的行為模式，而c、s中的行為是具體的。
因為介面例項ins也是自定義型別的例項，所以 當介面例項中儲存了自定義型別的例項後，就可以直接從介面上呼叫它所儲存的例項的方法 。例如：
fmt.Println(ins1.Area())// 輸出19.625 fmt.Println(ins2.Area())// 輸出10.24
這裡 ins1.Area() 呼叫的是Circle型別上的方法Area()， ins2.Area() 呼叫的則是Square型別上的方法Area()。這說明 Go的介面可以實現面向物件中的多型：可以按需呼叫名稱相同、功能不同的方法 。
介面例項中存的是什麼
前面說了，介面型別是指標型別，但是它到底存放了什麼東西？
介面型別的資料結構是2個指標，佔用2個機器字長。
當將型別例項 c 賦值給介面例項 ins1 後，用 println() 函式輸出ins1和c，比較它們的地址：
println(ins1) println(c)
輸出結果：
(0x4ceb00,0xc042068058) 0xc042068058
從結果中可以看出，介面例項中包含了兩個地址，其中第二個地址和型別例項c的地址是完全相同的。而第二個地址 c 是Circle的指標型別例項，所以ins中的第二個值也是指標。
ins中的第一個是指標是什麼？它所指向的是一個內部表結構iTable，這個Table中包含兩部分：第一部分是例項c的型別資訊，也就是 *Circle ，第二部分是這個型別(Circle)的方法集，也就是Circle型別的所有方法(此示例中Circle只定義了一個方法Area())。
所以，如圖所示：
注意，上圖中的例項c是指標，是指標型別的Circle例項。
對於值型別的Square例項 s ，ins2儲存的內容則如下圖：
方法集(Method Set)規則
官方手冊對Method Set的解釋： ofollow,noindex" target="_blank">https://golang.org/ref/spec#Method_sets
例項的method set決定了它所實現的介面，以及通過receiver可以呼叫的方法。
方法集是型別的方法集合，對於非介面型別， 每個型別都分兩個Method Set：值型別例項是一個Method Set，指標型別的例項是另一個Method Set 。兩個Method Set由不同receiver型別的方法組成：
例項的型別receiver -------------------------------------- 值型別:T(T Type) 指標型別:*T(T Type)或(T *Type)
也就是說：
- 值型別的例項的Method Set只由值型別的receiver
(T Type)組成 - 指標型別的例項的Method Set由值型別和指標型別的receiver共同組成，即
(T Type)和(T *Type)
這是什麼意思呢？從receiver的角度去考慮：
receiver例項的型別 --------------------------- (T Type)T 或 *T (T *Type)*T
上面的意思是：
- 如果某型別實現介面的方法的receiver是
(T *Type)型別的，那麼只有指標型別的例項*T才算是實現了這個介面 - 如果某型別實現介面的方法的receiver是
(T Type)型別的，那麼值型別的例項T和指標型別的例項*T都算實現了這個介面
舉個例子。介面方法Area()，自定義型別Circle有一個receiver型別為 (c *Circle) 的Area()方法時，說明實現了介面的方法，但只有Circle例項的型別為指標型別時，這個例項才算是實現了介面，才能賦值給介面例項，才能當作一個介面引數。如下：
package main
import "fmt"
// Shaper 介面型別
type Shaper interface {
Area() float64
}
// Circle struct型別
type Circle struct {
radius float64
}
// Circle型別實現Shaper中的方法Area()
// receiver型別為指標型別
func (c *Circle) Area() float64 {
return 3.14 * c.radius * c.radius
}
func main() {
// 宣告2個介面例項
var ins1, ins2 Shaper
// Circle的指標型別例項
c1 := new(Circle)
c1.radius = 2.5
ins1 = c1
fmt.Println(ins1.Area())
// Circle的值型別例項
c2 := Circle{3.0}
// 下面的將報錯
ins2 = c2
fmt.Println(ins2.Area())
}
報錯結果：
cannot use c2 (type Circle) as type Shaper in assignment: Circle does not implement Shaper (Area method has pointer receiver)
它的意思是，Circle值型別的例項c2沒有實現Share介面的Area()方法，它的Area()方法是指標型別的receiver。換句話說， 值型別的c2例項的Method Set中沒有receiver型別為指標的Area()方法 。
所以，上面應該改成：
ins2 = &c2
再宣告一個方法，它的receiver是值型別的。下面的程式碼一切正常。
type Square struct{
length float64
}
// 實現方法Area()，receiver為值型別
func (s Square) Area() float64{
return s.length * s.length
}
func main() {
var ins3,ins4 Shaper
// 值型別的Square例項s1
s1 := Square{3.0}
ins3 = s1
fmt.Println(ins3.Area())
// 指標型別的Square例項s2
s2 := new(Square)
s2.length=4.0
ins4 = s2
fmt.Println(ins4.Area())
}
很經常的，我們會直接使用推斷型別的賦值方式(如 ins2 := c2 )將例項賦值給一個變數，我們以為這個變數是介面的例項，但實際上並不一定。正如上面值型別的c2賦值給ins2，這個ins2將是從c2資料結構拷貝而來的另一個副本資料結構，並非介面例項，但這時通過ins2也能呼叫Area()方法：
c2 = Circle{3.2}
ins2 := c2
fmt.Println(ins2.Area())// 正常執行
之所以能呼叫，是因為Circle型別中有Area()方法，但這不是通過介面去呼叫的。
所以， 在使用介面的時候，應當儘量使用var先宣告介面型別的例項，再將型別的例項賦值給介面例項(如 var ins1,ins2 Shaper )，或者使用 ins1 := Shaper(c1) 的方式 。這樣，如果賦值給介面例項的型別例項沒有實現該介面，將會報錯。
但是，為什麼要限制指標型別的receiver只能是指標型別的例項的Method Set呢？
看下圖，假如指標型別的receiver可以組成值型別例項的Method Set，那麼介面例項的第二個指標就必須找到值型別的例項的地址。但實際上，並非所有值型別的例項都能獲取到它們的地址。
哪些值型別的例項找不到地址？最常見的是那些簡單資料型別的別名型別，如果匿名生成它們的例項，它們的地址就會被Go徹底隱藏，外界找不到這個例項的地址。
例如：
package main
import "fmt"
type myint int
func (m *myint) add() myint {
return *m + 1
}
func main() {
fmt.Println(myint(3).add())
}
以下是報錯資訊：找不到myint(3)的地址
abc\abc.go:11:22: cannot call pointer method on myint(3) abc\abc.go:11:22: cannot take the address of myint(3)
這裡的 myint(3) 是匿名的myint例項，它的底層是簡單資料型別int， myint(3) 的地址會被徹底隱藏，只會提供它的值物件3。
介面型別作為引數
將介面型別作為引數很常見。這時，那些實現介面的例項都能作為介面型別引數傳遞給函式/方法。
例如，下面的myArea()函式的引數是 n Shaper ，是介面型別。
package main
import (
"fmt"
)
// Shaper 介面型別
type Shaper interface {
Area() float64
}
// Circle struct型別
type Circle struct {
radius float64
}
// Circle型別實現Shaper中的方法Area()
func (c *Circle) Area() float64 {
return 3.14 * c.radius * c.radius
}
func main() {
// Circle的指標型別例項
c1 := new(Circle)
c1.radius = 2.5
myArea(c1)
}
func myArea(n Shaper) {
fmt.Println(n.Area())
}
上面 myArea(c1) 是將c1作為介面型別引數傳遞給n，然後呼叫 c1.Area() ，因為實現了介面方法，所以呼叫的是Circle的Area()。
如果實現介面方法的receiver是指標型別的，但卻是值型別的例項，將沒法作為介面引數傳遞給函式，原因前面已經解釋過了，這種型別的例項沒有實現介面。
以介面作為方法或函式的引數，將使得一切都變得靈活且通用，只要是實現了介面的型別例項，都可以去呼叫它。
用的非常多的 fmt.Println() ，它的引數也是介面，而且是變長的介面引數：
$ go doc fmt Println
func Println(a ...interface{}) (n int, err error)
每一個引數都會放進一個名為a的Slice中，Slice中的元素是介面型別，而且是空介面，這使得無需實現任何方法，任何東西都可以丟帶fmt.Println()中來，至於每個東西怎麼輸出，那就要看具體情況。
介面型別的巢狀
介面可以巢狀，巢狀的內部介面將屬於外部介面，內部介面的方法也將屬於外部介面。
例如，File介面內部嵌套了ReadWrite介面和Lock介面。
type ReadWrite interface {
Read(b Buffer) bool
Write(b Buffer) bool
}
type Lock interface {
Lock()
Unlock()
}
type File interface {
ReadWrite
Lock
Close()
}
除此之外，型別巢狀時，如果內部型別實現了介面，那麼外部型別也會自動實現介面，因為內部屬性是屬於外部屬性的。