Golang基础笔记九之方法与接口

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本篇笔记介绍 Golang 里方法和接口，以下是本篇笔记目录：

1. 方法
2. 接口
3. 用结构体实现类的功能

1、方法

首先介绍一下方法。

方法是与特定类型关联的函数，我们在实现一个函数前，绑定一个类型，就实现了这个类型的方法。

比如我们想实现一个结构体的方法，可以如下操作：

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}
func (person Person) fmtPersonInfo() {
    fmt.Printf("person name is %s, age is %d\n", person.Name, person.Age)
}

在上面的操作中，我们就为 Person 这个结构体绑定了一个方法，而其调用也很简单，就是实例化一个 Person 结构体后，就可以对其进行调用：

person := Person{Name: "Hunter", Age: 28}
person.fmtPersonInfo()

方法支持的类型

方法支持绑定的类型有结构体、指针类型、接口类型以及自定义类型，但是不支持绑定 Golang 内置的类型包括 int、slice、map 等。

方法绑定到指针类型

前面介绍了方法绑定到结构体上，这里再介绍一个绑定到指针类型上，还是前面的 Person 结构体，绑定到其指针上，来实现更改 Age 字段的操作：

func (person *Person) ChangeAge(age int) {
    person.Age = age
}
person := Person{Name: "Hunter", Age: 28}
person.fmtPersonInfo()
person.ChangeAge(18)
person.fmtPersonInfo()

第二次打印信息就可以看到 person 的 age 已经发生了变化。

这里需要注意一点，Person 结构体是值类型，如果绑定的是其结构体本身，而非其指针类型，在方法中对其更改后，并不会影响结构体本身，比如下面的操作：

func (person Person) NewChangeAge(age int) {
    person.Age = age
}
person := Person{Name: "Hunter", Age: 28}
person.fmtPersonInfo()
person.NewChangeAge(18)
person.fmtPersonInfo()

可以看到，这里调用 NewChangeAge() 方法后，没有对 person 这个结构体本身进行更改。

方法绑定到自定义类型

而如果想要绑定 int、slice、map 等内置类型，可以通过方法支持的自定义类型来绑定。

比如我们想要实现使用 slice 绑定一个打印其长度的方法，可以通过自定义类型设置一个别名，通过别名来绑定一个方法：

type MySlce []int
func (mySlice MySlce) printSliceLength() {
    fmt.Printf("mySliceLength is %d\n", len(mySlice))
}
slice := MySlce{1, 2, 3}
slice.printSliceLength()

2、接口

1. 接口的定义和实现

接口是一组方法签名的集合，任何类型只要实现了接口中的所有方法，就被认为实现了该接口。

比如下面我们定义了一个形状的接口，内部有面积和周长两个空方法：

type Shape interface {
    Area() float64
    Perimeter() float64
}

这样我们就定义了一个接口。

而如果我们要实现这个接口，只需要实现这个接口里的两个方法 Area() 和 Perimeter() 就是实现了这个接口，这个过程是隐式的，不需要显式声明或者绑定。

接下来我们定义 Rectangle 和 Circle 两个结构体，并且实现 Area() 和 Perimeter() 两个方法：

type Rectangle struct {
    Width, Height float64
}
func (r Rectangle) Area() float64 {
    return r.Width * r.Height
}
func (r Rectangle) Perimeter() float64 {
    return 2 * (r.Width + r.Height)
}
type Circle struct {
    radius float64
}
func (c Circle) Area() float64 {
    return 3.14 * c.radius * c.radius
}
func (c Circle) Perimeter() float64 {
    return 2 * 3.14 * c.radius
}

我们已经分别用 Rectangle 和 Circle 这两个结构体实现了 Shape 接口。

那么这个接口在这里有什么作用呢，我们可以实现一个函数，接收接口类型的参数，那么实现了这个接口的结构体都可以作为传入：

func PrintShapeInfo(s Shape) {
    fmt.Println("Area: ", s.Area())
    fmt.Println("Perimeter: ", s.Perimeter())
}
func main() {
    r := Rectangle{Width: 2, Height: 3}
    PrintShapeInfo(r)
    c := Circle{Radius: 5}
    PrintShapeInfo(c)
}

2. 类型断言

类型断言用于检查接口值的底层具体类型，并提取该类型的值，其用法示例如下：

value, ok := interfaceValue.(ConcreteType)

1. value 是转换后的具体类型值
2. ok 是一个布尔值，表示是否断言成功
3. interfaceValue 是接口类型的变量
4. ConcreteType 是目标具体类型。
   
   比如我们可以修改 PrintShapeInfo 函数，在内部对其进行类型断言：

func PrintShapeInfo(s Shape) {
    circle, ok := s.(Circle)
    if ok {
        fmt.Println("ths shape is circle, the area is: ", circle.Area())
    } else {
        fmt.Println("this shape is not circle")
    }
    fmt.Println("Area: ", s.Area())
    fmt.Println("Perimeter: ", s.Perimeter())
}

3. 空接口

空接口（interface{}） 可以表示任何类型的值，常用于处理不确定类型的数据。

比如我们想打印一个输入的变量，但是这个变量的类型不确定，我们可以使用空接口来处理这种情况。

func PrintType(a interface{}) {
    switch v := a.(type) {
    case int:
        fmt.Println("this is int: ", v)
    case float64:
        fmt.Println("this is float64: ", v)
    case string:
        fmt.Println("this is string: ", v)
    default:
        fmt.Println("this is other type: ", v)
    }
}

func main() {
    PrintType(1)
    PrintType(3.4)
    PrintType("abc")
}

3、用结构体实现类的功能

在 Golang 里没有类的相关定义，但是我们可以使用结构体和方法的组合来实现类的相关特性。

1. 封装

我们可以通过结构体字段的首字母大小写控制访问权限，然后提供公共方法来操作私有字段。

在结构体中，大写开头的字段为公开字段，小写开头的字段为私有字段。

我们用下面的示例来展示一下用结构体和方法来实现封装功能。

文件目录如下：

.
├── main.go
├── service
│   └── person_operation.go

其中 person_operation.go 的内容如下：

package service

type Person struct {
    Name   string
    Age    int
    gender string
}

func (p *Person) SetGender(gender string) {
    p.gender = gender
}

func (p *Person) GetGender() string {
    return p.gender
}

其中，Person 这个结构体的 Name 和 Age 字段首字母都为大写，为公共字段，而 gender 首字母为小写，在 main.go 里不能直接引用，所以下面定义了两个公有接口提供设置和访问。

以下是 main.go 里的内容：

package main

import (
    "fmt"
    "go_proj/service"
)

func main() {
    person := service.Person{
        Name: "张三",
        Age:  18,
        // gender: "男",  // gender是私有属性，不能直接访问
    }
    // fmt.Println(person.gender) // gender是私有属性，不能直接访问
    fmt.Println(person.GetGender())
    person.SetGender("男")
    fmt.Println(person.GetGender())
}

在这里，gender 字段在 Person 定义和访问的时候都不能直接操作，需要通过设置的方法来进行定义以及访问。

2. 继承

我们可以通过结构体的嵌套来实现继承，比如下面新建一个 Chinese 结构体：

type Chinese struct {
    Person
}

然后我们定义的 Chinese 实例可以调用 Person 结构体的方法：

chinese := service.Chinese{
    Person: service.Person{
        Name: "张三",
        Age:  18,
    },
}
chinese.SetGender("男")
fmt.Println(chinese.GetGender())

3. 多态

多态则是同一方法名在不同的类型中有不同的实现，这个操作在前面介绍接口的就已经实现过了，这里不再做赘述。