接口

接口是一个非常重要的概念，它描述了一组抽象的规范，而不提供具体的实现。对于项目而言会使得代码更加优雅可读，对于开发者而言也会减少很多心智负担，代码风格逐渐形成了规范，于是就有了现在人们所推崇的面向接口编程。

概念

Go关于接口的发展历史有一个分水岭，在Go1.17及以前，官方在参考手册中对于接口的定义为：一组方法的集合。

An interface type specifies a method set called its interface.

接口实现的定义为

A variable of interface type can store a value of any type with a method set that is any superset of the interface. Such a type is said to implement the interface

翻译过来就是，当一个类型的方法集是一个接口的方法集的超集时，且该类型的值可以由该接口类型的变量存储，那么称该类型实现了该接口。

不过在Go1.18时，关于接口的定义发生了变化，接口定义为：一组类型的集合。

An interface type defines a type set.

接口实现的定义为

A variable of interface type can store a value of any type that is in the type set of the interface. Such a type is said to implement the interface

翻译过来就是，当一个类型位于一个接口的类型集内，且该类型的值可以由该接口类型的变量存储，那么称该类型实现了该接口。并且还给出了如下的额外定义。

当如下情况时，可以称类型T实现了接口I

• T不是一个接口，并且是接口I类型集中的一个元素
• T是一个接口，并且T的类型集是接口I类型集的一个子集

如果T实现了一个接口，那么T的值也实现了该接口。

Go在1.18最大的变化就是加入了泛型，新接口定义就是为了泛型而服务的，不过一点也不影响之前接口的使用，同时接口也分为了两类，

• 基本接口(Basic Interface)：只包含方法集的接口就是基本接口
• 通用接口(General Interface)：只要包含类型集的接口就是通用接口

什么是方法集，方法集就是一组方法的集合，同样的，类型集就是一组类型的集合。

提示

这一堆概念很死板，理解的时候要根据代码来思考。

基本接口

前面讲到了基本接口就是方法集，就是一组方法的集合。

声明

先来看看接口长什么样子。

type Person interface {
	Say(string) string
	Walk(int)
}

这是一个Person接口，有两个对外暴露的方法Walk和Say，在接口里，函数的参数名变得不再重要，当然如果想加上参数名和返回值名也是允许的。

初始化

仅仅只有接口是无法被初始化的，因为它仅仅只是一组规范，并没有具体的实现，不过可以被声明。

func main() {
   var person Person
   fmt.Println(person)
}

输出

<nil>

实现

先来看一个例子，一个建筑公司想一种特殊规格的起重机，于是给出了起重机的特殊规范和图纸，并指明了起重机应该有起重和吊货的功能，建筑公司并不负责造起重机，只是给出了一个规范，这就叫接口，于是公司A接下了订单，根据自家公司的独门技术造出了绝世起重机并交给了建筑公司，建筑公司不在乎是用什么技术实现的，也不在乎什么绝世起重机，只要能够起重和吊货就行，仅仅只是当作一台普通起重机来用，根据规范提供具体的功能，这就叫实现，。只根据接口的规范来使用功能，屏蔽其内部实现，这就叫面向接口编程。过了一段时间，绝世起重机出故障了，公司A也跑路了，于是公司B依据规范造了一台更厉害的巨无霸起重机，由于同样具有起重和吊货的功能，可以与绝世起重机无缝衔接，并不影响建筑进度，建筑得以顺利完成，内部实现改变而功能不变，不影响之前的使用，可以随意替换，这就是面向接口编程的好处。

接下来会用Go描述上述情形

// 起重机接口
type Crane interface { 
	JackUp() string
	Hoist() string
}

// 起重机A
type CraneA struct {
	work int //内部的字段不同代表内部细节不一样
}

func (c CraneA) Work() {
	fmt.Println("使用技术A")
}
func (c CraneA) JackUp() string {
	c.Work()
	return "jackup"
}

func (c CraneA) Hoist() string {
	c.Work()
	return "hoist"
}

// 起重机B
type CraneB struct {
	boot string
}

func (c CraneB) Boot() {
	fmt.Println("使用技术B")
}

func (c CraneB) JackUp() string {
	c.Boot()
	return "jackup"
}

func (c CraneB) Hoist() string {
	c.Boot()
	return "hoist"
}

type ConstructionCompany struct {
	Crane Crane // 只根据Crane类型来存放起重机
}

func (c *ConstructionCompany) Build() {
	fmt.Println(c.Crane.JackUp())
	fmt.Println(c.Crane.Hoist())
	fmt.Println("建筑完成")
}

func main() {
	// 使用起重机A
	company := ConstructionCompany{CraneA{}}
	company.Build()
	fmt.Println()
	// 更换起重机B
	company.Crane = CraneB{}
	company.Build()
}

输出

使用技术A
jackup
使用技术A
hoist
建筑完成

使用技术B
jackup
使用技术B
hoist
建筑完成

上面例子中，可以观察到接口的实现是隐式的，也对应了官方对于基本接口实现的定义：方法集是接口方法集的超集，所以在Go中，实现一个接口不需要implements关键字显式的去指定要实现哪一个接口，只要是实现了一个接口的全部方法，那就是实现了该接口。有了实现之后，就可以初始化接口了，建筑公司结构体内部声明了一个Crane类型的成员变量，可以保存所有实现了Crane接口的值，由于是Crane 类型的变量，所以能够访问到的方法只有JackUp 和Hoist，内部的其他方法例如Work和Boot都无法访问。

之前提到过任何自定义类型都可以拥有方法，那么根据实现的定义，任何自定义类型都可以实现接口，下面举几个比较特殊的例子。

type Person interface {
   Say(string) string
   Walk(int)
}

type Man interface {
   Exercise()
   Person
}

Man接口方法集是Person的超集，所以Man也实现了接口Person，不过这更像是一种"继承"。

type Number int

func (n Number) Say(s string) string {
	return "bibibibibi"
}

func (n Number) Walk(i int) {
	fmt.Println("can not walk")
}

类型Number的底层类型是int，虽然这放在其他语言中看起来很离谱，但Number的方法集确实是Person 的超集，所以也算实现。

type Func func()

func (f Func) Say(s string) string {
	f()
	return "bibibibibi"
}

func (f Func) Walk(i int) {
	f()
	fmt.Println("can not walk")
}

func main() {
	var function Func
	function = func() {
		fmt.Println("do somthing")
	}
	function()
}

同样的，函数类型也可以实现接口。

空接口

type Any interface{

}

Any接口内部没有方法集合，根据实现的定义，所有类型都是Any接口的的实现，因为所有类型的方法集都是空集的超集，所以Any接口可以保存任何类型的值。

func main() {
	var anything Any

	anything = 1
	println(anything)
	fmt.Println(anything)

	anything = "something"
	println(anything)
	fmt.Println(anything)
	
	anything = complex(1, 2)
	println(anything)
	fmt.Println(anything)

	anything = 1.2
	println(anything)
	fmt.Println(anything)

	anything = []int{}
	println(anything)
	fmt.Println(anything)

	anything = map[string]int{}
	println(anything)
	fmt.Println(anything)
}

输出

(0xe63580,0xeb8b08)
1
(0xe63d80,0xeb8c48)
something
(0xe62ac0,0xeb8c58)
(1+2i)
(0xe62e00,0xeb8b00)
1.2
(0xe61a00,0xc0000080d8)
[]
(0xe69720,0xc00007a7b0)
map[]

通过输出会发现，两种输出的结果不一致，其实接口内部可以看成是一个由(val,type)组成的元组，type是具体类型，在调用方法时会去调用具体类型的具体值。

interface{}

这也是一个空接口，不过是一个匿名空接口，在开发时通常会使用匿名空接口来表示接收任何类型的值，例子如下

func main() {
   DoSomething(map[int]string{})
}

func DoSomething(anything interface{}) interface{} {
   return anything
}

在后续的更新中，官方提出了另一种解决办法，为了方便起见，可以使用any来替代interace{}，两者是完全等价的，因为前者仅仅只是一个类型别名，如下

type any = interface{}

在比较空接口时，会对其底层类型进行比较，如果类型不匹配的话则为false，其次才是值的比较，例如

func main() {
	var a interface{}
	var b interface{}
	a = 1
	b = "1"
	fmt.Println(a == b)
	a = 1
	b = 1
	fmt.Println(a == b)
}

输出为

false
true

如果底层的类型是不可比较的，那么会panic，对于Go而言，内置数据类型是否可比较的情况如下

类型	可比较	依据
数字类型	是	值是否相等
字符串类型	是	值是否相等
数组类型	是	数组的全部元素是否相等
切片类型	否	不可比较
结构体	是	字段值是否全部相等
map类型	否	不可比较
通道	是	地址是否相等
指针	是	指针存储的地址是否相等
接口	是	底层所存储的数据是否相等

在Go中有一个专门的接口类型用于代表所有可比较类型，即comparable

type comparable interface{ comparable }

提示

如果尝试对不可比较的类型进行比较，则会panic

通用接口

通用接口就是为了泛型服务的，只要掌握了泛型，就掌握了通用接口，请移步泛型教程