7.5. 接口值

概念上講一個接口的值,接口值,由兩個部分組成,一個具體的類型和那個類型的值。它們被稱爲接口的動態類型和動態值。對於像Go語言這種靜態類型的語言,類型是編譯期的概念;因此一個類型不是一個值。在我們的概念模型中,一些提供每個類型信息的值被稱爲類型描述符,比如類型的名稱和方法。在一個接口值中,類型部分代表與之相關類型的描述符。

下面4個語句中,變量w得到了3個不同的值。(開始和最後的值是相同的)

var w io.Writer
w = os.Stdout
w = new(bytes.Buffer)
w = nil

讓我們進一步觀察在每一個語句後的w變量的值和動態行爲。第一個語句定義了變量w:

var w io.Writer

在Go語言中,變量總是被一個定義明確的值初始化,卽使接口類型也不例外。對於一個接口的零值就是它的類型和值的部分都是nil(圖7.1)。

一個接口值基於它的動態類型被描述爲空或非空,所以這是一個空的接口值。你可以通過使用w==nil或者w!=nil來判讀接口值是否爲空。調用一個空接口值上的任意方法都會産生panic:

w.Write([]byte("hello")) // panic: nil pointer dereference

第二個語句將一個*os.File類型的值賦給變量w:

w = os.Stdout

這個賦值過程調用了一個具體類型到接口類型的隱式轉換,這和顯式的使用io.Writer(os.Stdout)是等價的。這類轉換不管是顯式的還是隱式的,都會刻畵出操作到的類型和值。這個接口值的動態類型被設爲*os.Stdout指針的類型描述符,它的動態值持有os.Stdout的拷貝;這是一個代表處理標準輸出的os.File類型變量的指針(圖7.2)。

調用一個包含*os.File類型指針的接口值的Write方法,使得(*os.File).Write方法被調用。這個調用輸出“hello”。

w.Write([]byte("hello")) // "hello"

通常在編譯期,我們不知道接口值的動態類型是什麽,所以一個接口上的調用必須使用動態分配。因爲不是直接進行調用,所以編譯器必須把代碼生成在類型描述符的方法Write上,然後間接調用那個地址。這個調用的接收者是一個接口動態值的拷貝,os.Stdout。效果和下面這個直接調用一樣:

os.Stdout.Write([]byte("hello")) // "hello"

第三個語句給接口值賦了一個*bytes.Buffer類型的值

w = new(bytes.Buffer)

現在動態類型是*bytes.Buffer併且動態值是一個指向新分配的緩衝區的指針(圖7.3)。

Write方法的調用也使用了和之前一樣的機製:

w.Write([]byte("hello")) // writes "hello" to the bytes.Buffers

這次類型描述符是*bytes.Buffer,所以調用了(*bytes.Buffer).Write方法,併且接收者是該緩衝區的地址。這個調用把字符串“hello”添加到緩衝區中。

最後,第四個語句將nil賦給了接口值:

w = nil

這個重置將它所有的部分都設爲nil值,把變量w恢複到和它之前定義時相同的狀態圖,在圖7.1中可以看到。

一個接口值可以持有任意大的動態值。例如,表示時間實例的time.Time類型,這個類型有幾個對外不公開的字段。我們從它上面創建一個接口值,

var x interface{} = time.Now()

結果可能和圖7.4相似。從概念上講,不論接口值多大,動態值總是可以容下它。(這隻是一個概念上的模型;具體的實現可能會非常不同)

接口值可以使用==和!=來進行比較。兩個接口值相等僅當它們都是nil值或者它們的動態類型相同併且動態值也根據這個動態類型的==操作相等。因爲接口值是可比較的,所以它們可以用在map的鍵或者作爲switch語句的操作數。

然而,如果兩個接口值的動態類型相同,但是這個動態類型是不可比較的(比如切片),將它們進行比較就會失敗併且panic:

var x interface{} = []int{1, 2, 3}
fmt.Println(x == x) // panic: comparing uncomparable type []int

考慮到這點,接口類型是非常與衆不同的。其它類型要麽是安全的可比較類型(如基本類型和指針)要麽是完全不可比較的類型(如切片,映射類型,和函數),但是在比較接口值或者包含了接口值的聚合類型時,我們必須要意識到潛在的panic。同樣的風險也存在於使用接口作爲map的鍵或者switch的操作數。隻能比較你非常確定它們的動態值是可比較類型的接口值。

當我們處理錯誤或者調試的過程中,得知接口值的動態類型是非常有幫助的。所以我們使用fmt包的%T動作:

var w io.Writer
fmt.Printf("%T\n", w) // "<nil>"
w = os.Stdout
fmt.Printf("%T\n", w) // "*os.File"
w = new(bytes.Buffer)
fmt.Printf("%T\n", w) // "*bytes.Buffer"

在fmt包內部,使用反射來獲取接口動態類型的名稱。我們會在第12章中學到反射相關的知識。

{% include “./ch7-05-1.md” %}