Go语言接口与多态详细介绍

2024-09-27 10:57 开发作者：景天科技苑

接口与多态

1. 接口

1. 接口的定义

1、Go语言提供了接口数据类型。

2、接口就是把一些共性的方法集合在一起定义。

3、如果有实现类将接口定义的方法全部实现了，那么就代表实现了这个接口

4、隐式实现 Go ，假设A实现了B接口中的所有方法，不需要显示声明

5、接口是方法的定义集合，不需要实现具体的方法内容。名字约束

在Go语言中，接口（Interface）是一个重要的特性，它允许我们定义一组方php法但不实现它们，任何类型只要实现了这些方法，就被认为是实现了该接口。

接口体现了程序设计的多态、高内聚、低耦合的思想，是实现面向对象编程中多态性的关键工具。

接口通过interface关键字定义，它是一组方法的集合。接口中的方法没有实现体，即它们没有具体的实现代码。一个类型只要实现了接口中的所有方法，就认为该类型实现了该接口。

如果一个结构体实现了这个接口所有的方法，那这个结构体就是这个接口类型的

2. 接口应用代码示例

接口的基本语法如下：

type 接口名 interface {  
    方法名1(参数列表1) 返回值列表1  
    方法名2(参数列表2) 返回值列表2  
    ...  
}

package main
import (
    "fmt"
)
// 接口： USB、typec、插座
// 1、Go语言提供了接口数据类型。
// 2、接口就是把一些共性的方法集合在一起定义。
// 3、如果有实现类将接口定义的方法全部实现了，那么就代表实现了这个接口
// 4、隐式实现 Go ，假设A实现了B接口中的所有方法，不需要显示声明
// 5、接口是方法的定义集合，不需要实现具体的方法内容。名字约束
// USB 接口的定义 interface 来定义，方法太多了，要归类，方法的集合
type USB interface { // 接口，方法的集合
    input()  // 输入方法
    output() // 输出方法
}
// Mouse 结构体
type Mouse struct {
    name string
}
// 结构体实现了接口的全部方法就代表实现了这个接口，否则不算实现这个接口
func (mouse Mouse) output() {
    fmt.Println(mouse.name, "鼠标输出")
}
func (mouse Mouse) input() {
    fmt.Println(mouse.name, "鼠标输入")
}
// 接口调用测试
func test(u USB) {
    u.input()
    u.output()
}
func main() {
    // 通过传入接口实现类来进行调用
    m1 := Mouse{name: "罗技"}
    // test 参数 USB 类型，如果一个结构体实现了这个接口所有的方法，那这个结构体就是这个接口类型的
    test(m1)
    //也可以单独测试接口
    //m1.input()
    k1 := KeyBoard{name: "雷蛇"}
    test(k1)
    // 定义高级类型  k1就升级了  KeyBoard --> USB  向上转型
    var usb USB
    usb = k1
    fmt.Println(usb)
    // 接口是无法使用实现类的属性的
    //fmt.Println(usb.name)
}
// KeyBoard 结构体
type KeyBoard struct {
    name string
}
// 结构体实现了接口的全部方法就代表实现了这个接口，否则不算实现这个接口
func (key KeyBoard) output() {
    fmt.Println(key.name, "键盘输出")
}
func (key KeyBoard) input() {
    fmt.Println(key.name, "键盘输入")
}

Go语言接口与多态详细介绍

带有参数和返回值的接口

package main
import "fmt"
// Tongxin 定义接口
type Tongxin interface {
    //定义带有参数和返回值的方法
    dadianhua(youdian bool) string
    jieidanhua(youdian bool) string
}
// People 定义结构体
type People struct {
    name  string
    age   int
    phone string
}
// 实现接口
func (p People) dadianhua(youdian bool) string {
    if youdian {
        return fmt.Sprintf("%v 打了电话", p.name)
    } else {
        return fmt.Sprintf("打电话时手机没电了")
    }
}
func (p People) jieidanhua(youdian bool) string {
    if youdian {
        return fmt.Sprintf("%v 接了电话", p.name)
    }编程客栈 else {
        return fmt.Sprintf("接电话时手机没电了")
    }
}
// 接口测试，有传参，有返回值
func testdianhua(phone Tongxin) {
    str1 := phone.dadianhua(false)
    str2 := phone.jieidanhua(true)
    fmt.Println(str1, str2)
}
func main() {
    //创建对象
    p := People{"jingtian", 18, "18898985898"}
    //如果一个结构体实现了这个接口所有的方法，那这个结构体就是这个接口类型的
    testdianhua(p)
}

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2. 模拟多态

多态是指相同的接口（方法）可以表现出不同的行为。在Go语言中，通过接口实现多态。

在Go语言中，接口定义了一组方法的集合，但不实现它们，而是由具体的类型来实现这些方法。

任何实现了接口中所有方法的类型都被视为该接口的实现。接口是Go语言中实现多态性的关键。

多态：一个事务有多种形态

父类：动物

子类：猫

子类：狗

猫和狗是多态的，他们既可以是自己，也可以是动物，这个就是多态，一个事务有多种形态

Go语言中多态的实现

定义接口

首先，我们需要定义一个接口，该接口包含了一组需要被实现的方法。例如，我们可以定义一个Shape接口，用于计算不同形状的面积。

type Shape interface {  
    Area() float64  
}

在这个接口中，我们定义了一个Area()方法，该方法返回一个float64类型的值，表http://www.devze.com示形状的面积。

实现接口

接下来，我们需要定义具体的类型来实现这个接口。这些类型将提供Area()方法的具体实现。

矩形

type Rectangle struct {  
    Width  float64  
    Height float64  
}  
func (r Rectangle) Area() float64 {  
    return r.Width * r.Height  
}

圆形

type Circle struct {  
    Radius float64  
}  
func (c Circle) Area() float64 {  
    return math.Pi * c.Radius * c.Radius  
}

使用接口进行多态调用

现在，我们可以使用Shape接口来创建不同类型的形状对象，并通过接口进行多态调用。

func main() {  
    r := Rectangle{Width: 4, Height: 5}  
    c := Circle{Radius: 3}  
    shapes := []Shape{r, c}  
    for _, shape := range shapes {  
        fmt.Printf("Area: %f\n", shape.Area())  
    }  
}

完整代码

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
type Shape interface {
    Area() float64
}
// Rectangle 矩形
type Rectangle struct {
    Width  float64
    Height float64
}
func (r Rectangle) Area() float64 {
    return r.Width * r.Height
}
// Circle 圆形
type Circle struct {
    Radius float64
}
func (c Circle) Area() float64 {
    return math.Pi * c.Radius * c.Radius
}
func main() {
    r := Rectangle{Width: 4, Height: 5}
    c := Circle{Radius: 3}
    shapes := []Shape{r, c}
    for _, shape := range shapes {
        fmt.Printf("Area: %f\n", shape.Area())
    }
}

Go语言接口与多态详细介绍

在上面的代码中，我们创建了一个shapes切片，该切片包含了不同类型的形状对象（矩形和圆形）。

然后，我们遍历shapes切片，并通过Shape接口调用Area()方法。由于这两种形状都实现了Shape接口，因此多态性使我们能够以一致的方式调用它们的Area()方法。

多态案例2：

package main
import "fmt"
// Animal3 定义接口
type Animal3 interface {
    eat()
    sleep()
}
type Dog3 struct {
    name string
}
func (dog Dog3) eat() {
    fmt.Println(dog.name, "--eat")
}
func (dog Dog3) sleep() {
    fmt.Println(dog.name, "--sleep")
}
// 多态
func main() {
    // Dog 两重身份：1、Dog   2、Animal ，多态
    dog1 := Dog3{name: "旺财"}
    dog1.eat()
    dog1.sleep()
    // Dog 也可以是 Animal
    test2(dog1)
    // 定义一个类型可以为接口类型的变量
    // 实际上所有实现类都可以赋值给这个对象
    var animal Animal3 // 模糊的 -- 具体化，将具体的实现类赋值给他，才有意义
    animal = dog1
    //接口是无法使用实现类的属性的
    test2(animal)
}
// Animal 接口
func test2(a Animal3) {
    a.eat()
    a.sleep()
}

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接口的实现类都拥有多态特性：除了自己本身还是他对应接口的类型。

3. 空接口

空接口interface{}不包含任何方法，因此任何类型都实现了空接口。空接口可以被视为能装入任意数量、任意数据类型的数据容器。

因此空接口可以存储任何的类型

空接口不好记，因此在新版本go中起了个名字，叫any

interface{}  == any

之所以我们的fmt.Println能打印所有东西，就是因为它传入的参数就是any，而any的类型就是空接口

Go语言接口与多态详细介绍

点击any进去看看，就是空接口

Go语言接口与多态详细介绍

package main
import "fmt"
// A 定义空接口
type A interface{}
// Dogg 所有结构体都实现了空接口A
type Dogg struct {
    name string
}
type Catt struct {
    name string
}
func testNow(a A) {
    fmt.Println(a)
}
// 可以指定定义空接口
// // any is an alias for interface{} and is equivalent to interface{} in all ways.
// type any = interface{}
// 可以传入任何东西
func testNow2(temp interface{}) {
}
func main() {
    //A类型可以是任何类型
    var a1 A = Catt{name: "喵喵"}
    var a2 A = Dogg{name: "旺财"}
    var a3 A = 1
    var a4 A = "景天科技苑"
    fmt.Println(a1)
    fmt.Println(a2)
    fmt.Println(a3)
    fmt.Println(a4)
    testNow(a1)
    // map结合空接口，就可以存储任何类型数据
    map1 := make(map[string]interface{})
    map1["name"] = "dajiang"
    map1["age"] = 18
    fmt.Println(map1)
    // slice，切片定义成空接口类型，也可以存放任何类型数据
    s1 := make([]any, 0, 10)
    s1 = append(s1, 1, "12312", false, a1, a2)
    fmt.Println(s1)
    //数组空接口，数组里面的值默认是nil，也可以存放任何数据类型
    var arr [4]interface{}
    fmt.Println(arr)
    arr[0] = 3
    arr[1] = "2"
    arr[2] = s1
    arr[3] = true
    fmt.Println(arr)
}

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4. 接口嵌套

接口可以嵌套其他接口，即一个接口可以继承多个别的接口。这时，如果要实现这个接口，必须实现它继承的所有接口的方法。

package main
import (
    "fmt"
)
type AA interface {
    test1()
}
type BB interface {
    test2()
}
// CC 接口嵌套  CC :  test1()/test2()/test3()
// 如果要实现接口CC，那么需要实现这个三个方法。那这个对象就有3个接口可以转型。
type CC interface {
    AA // 导入AA接口中的方法
    BB
    test3()
}
// Dog7 编写一个结构体实现接口CC
type Dog7 struct {
}
func (dog Dog7) test1() {
    fmt.Println("test1")
}
func (dog Dog7) test2() {
    fmt.Println("test2")
}
func (dog Dog7) test3() {
    fmt.Println("test3")
}
func main() {
    // dog 拥有4种形态： Dog7 、CC 、 BB 、 AA
    var dog Dog7 = Dog7{}
    dog.test1()
    dog.test2()
    dog.test3()
    // 接口对象只能调用自己接口里面的方法
    var a AA = dog
    a.test1()
    //a.test2() // 向上转型之后只能调用它自己对应的方法
    var b BB = dog
    b.test2()
    //c三个方法都可以调用
    var c CC = dog
    c.test1()
    c.test2()
    c.test3()
}

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5. 接口断言

接口断言用于检查接口变量是否持有特定类型的值，并获python取该值。被断言的对象必须是接口类型，否则会报错

它有两种形式：不安全断言和类型安全的断言。

不安全断言

instance := 接口对象.(实际类型)

如果不满足类型断言，程序将发生panic报错。

package main
import "fmt"
// 断言  t := i.(T)   t：t就是i接口是T类型的  i：接口   T:类型
// 语法：t,ok:= i.(T) ok 隐藏返回值，如果断言成功 ok就是true、否则就是false
func main() {
    //assertsString("11111111111")
    assertsString(true) // panic: interface conversion: interface {} is bool, not string
}
// 判断一个变量是不是string类型的
func assertsString(i interface{}) {
    // 如果断言失败，则会抛出 panic 恐慌，程序就会停止执行。
    s := i.(string)
    fmt.Println(s)
}

Go语言接口与多态详细介绍

类型安全的断言

instance, ok := 接口对象.(实际类型)

语法：t,ok:= i.(T) ok 隐藏返回值，如果断言成功 ok就是true、否则就是false

如果断言失败，ok将会是false，而instance将会是类型的零值，并且不会触发panic。

接口断言代码示例

package main
import "fmt"
// 断言  t := i.(T)   t：t就是i接口是T类型的  i：接口   T:类型
// 语法：t,ok:= i.(T) ok 隐藏返回值，如果断言成功 ok就是true、否则就是false
func main() {
    //assertsString("11111111111")
    assertsInt("中国")
}
// 断言失败的情况，我们希望程序不会停止。
func assertsInt(i any) {
    r, ok := i.(int)
    if ok {
        fmt.Println("是我们期望的结果 int")
        fmt.Println(r)
    } else {
        fmt.Println("不是我们期望的结果，无法执行预期操作")
    }
}

Go语言接口与多态详细介绍

多个预期结果判断

通过switch来判断 switch i.(T)

i 必须是接口类型

i.(type)必须在switch中使用

Go语言接口与多态详细介绍

package main
import "fmt"
// 通过switch来判断  switch i.(T)
type I interface{}
// 如果断言的类型同时实现了switch 多个case匹配，默认使用第一个case
// 所以要把范围更小的匹配放前面
func testAssert(i interface{}) {
    // switch i.(type) 接口断言
    //i.(type)必须在switch中使用
    switch i.(type) {
    case string:
        fmt.Println("变量为string类型")
    case int:
        fmt.Println("变量为int类型")
    case nil:
        fmt.Println("变量为nil类型")
    case map[string]int:
        fmt.Println("map类型")
   编程 case interface{}:
        fmt.Println("变量为interface{}类型")
    //空接口与I一样
    case I:
        fmt.Println("变量为I类型")
    // .....
    default:
        fmt.Println("未知类型")
    }
}
func main() {
    testAssert("string")
    testAssert(1)
    var i I      // 没有初始化空接口时，默认值为 nil类型 不属于I类型
    var i2 I = 1 // 只有赋值了之后，才是对应的类型
    testAssert(i)
    testAssert(i2)
    //map类型
    j := make(map[string]int)
    testAssert(j)
}

Go语言接口与多态详细介绍

到此这篇关于Go语言接口与多态的文章就介绍到这了,更多相关Go语言接口与多态内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)！

继续阅读：Go接口与多态 Go语言接口与多态

Go语言接口与多态详细介绍

目录

接口与多态

1. 接口

1. 接口的定义

2. 接口应用代码示例

2. 模拟多态

3. 空接口

4. 接口嵌套

5. 接口断言

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