golang中函数类型

今天看Martini文档，其功能列表提到完全兼容http.HandlerFunc接口，就去查阅了Go: net/http的文档，看到type HandlerFunc这部分，顿时蒙圈了。由于之前学习的时候没有关注过function types的知识点，就Google了一些文章，才算是有了个大概的了解。

从golang的官方文档得知function types的解释是这样的。

A function type denotes the set of all functions with the same parameter and result types.

先找个例子来看一下：

package main

import "fmt"

// Greeting function types
type Greeting func(name string) string

func say(g Greeting, n string) {
    fmt.Println(g(n))
}

func english(name string) string {
    return "Hello, " + name
}

func main() {
    say(english, "World")
}
输出Hello, World

say()函数要求传入一个Greeting类型，因为english函数的参数和返回值跟Greeting一样，参考接口的概念这里可以做类型转换。我们换个方式来实现上面的功能:

package main

import "fmt"

// Greeting function types
type Greeting func(name string) string

func (g Greeting) say(n string) {
    fmt.Println(g(n))
}

func english(name string) string {
    return "Hello, " + name
}

func main() {
    g := Greeting(english)
    g.say("World")
}

同样输出Hello, World，只是给Greeting类型添加了say()方法。上面说了，函数类型是表示所有包含相同参数和返回类型的函数集合。我们在一开始先把func(name string) string这样的函数声明成Greeting类型，接着我们通过Greeting(english)将english函数转换成Greeting类型。通过这个转换以后，我们就可以借由变量g调用Greeting类型的say()方法。两段代码的差异就是go的类型系统添加方法和类C++语言添加类型方法的差异，具体讲解可以去查看《Go语言编程》第3章为类型添加方法这一节。

既然是函数集合，那么只有一个函数显然是不足以说明问题的。

package main

import "fmt"

// Greeting function types
type Greeting func(name string) string

func (g Greeting) say(n string) {
    fmt.Println(g(n))
}

func english(name string) string {
    return "Hello, " + name
}

func french(name string) string {
    return "Bonjour, " + name
}

func main() {
    g := Greeting(english)
    g.say("World")
    g = Greeting(french)
    g.say("World")
}
输出

Hello, World
Bonjour, World

在其他语言里面，有些函数可以直接作为参数传递，有些是以函数指针进行传递，但是都没有办法像go这样可以给函数类型“增加”新方法。

回到Go: net/http的HandlerFunc类型，只要Martini的函数遵循文档中type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)的要求，就可以转换成HandlerFunc类型，也就可以调用func (HandlerFunc)ServeHTTP函数。

在 Go 语言中，我们可以把函数作为一种变量，用 type 去定义它，那么这个函数类型就可以作为值传递，甚至可以实现方法，这一特性是在太灵活了，有时候我们甚至可以利用这一特性进行类型转换。作为值传递的条件是类型具有相同的参数以及相同的返回值。
函数的类型转换

Go 语言的类型转换基本格式如下：

type_name(expression)
复制代码

举个例子：

package main

import "fmt"

type CalculateType func(int, int) // 声明了一个函数类型

// 该函数类型实现了一个方法
func (c *CalculateType) Serve() {
  fmt.Println("我是一个函数类型")
}

// 加法函数
func add(a, b int) {
  fmt.Println(a + b)
}

// 乘法函数
func mul(a, b int) {
  fmt.Println(a * b)
}

func main() {
  a := CalculateType(add) // 将add函数强制转换成CalculateType类型
  b := CalculateType(mul) // 将mul函数强制转换成CalculateType类型
  a(2, 3)
  b(2, 3)
  a.Serve()
  b.Serve()
}

// 5
// 6
// 我是一个函数类型
// 我是一个函数类型
复制代码

如上，声明了一个 CalculateType 函数类型，并实现 Serve() 方法，并将拥有相同参数的 add 和 mul 强制转换成 CalculateType 函数类型，同时这两个函数都拥有了 CalculateType 函数类型的 Serve() 方法。
函数作参数传递

package main

import "fmt"

type CalculateType func(a, b int) int // 声明了一个函数类型

// 加法函数
func add(a, b int) int {
  return a + b
}

// 乘法函数
func mul(a, b int) int {
  return a * b
}

func Calculate(a, b int, f CalculateType) int {
  return f(a, b)
}

func main() {
  a, b := 2, 3
  fmt.Println(Calculate(a, b, add))
  fmt.Println(Calculate(a, b, mul))
}
// 5
// 6
复制代码

如上例子，Calculate 的 f 参数类型为 CalculateType，add 和 mul 函数具有和 CalculateType 函数类型相同的参数和返回值，因此可以将 add 和 mul 函数作为参数传入 Calculate 函数中。
net/http 包源码例子

// HandleFunc registers the handler function for the given pattern
// in the DefaultServeMux.
// The documentation for ServeMux explains how patterns are matched.
func HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
  DefaultServeMux.HandleFunc(pattern, handler)
}
复制代码

// HandleFunc registers the handler function for the given pattern.
func (mux *ServeMux) HandleFunc(pattern string, handler func(ResponseWriter, *Request)) {
  mux.Handle(pattern, HandlerFunc(handler))
}
复制代码

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)

// ServeHTTP calls f(w, r).
func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
  f(w, r)
}
复制代码

刚开始看到这段源码的时候，真的有点懵逼了，这段源码的目的是为了将我们的 Handler 强制实现 ServeHTTP() 方法，如下例子：

func sayHi(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
  io.WriteString(w, "hi")
}

func main() {
  http.HandlerFunc("/", sayHi)
  http.ListenAndserve(":8080", nil)
}
复制代码

因为 HandlerFunc 是一个函数类型，而 sayHi 函数拥有和 HandlerFunc 函数类型一样的参数值，因此可以将 sayHi 强制转换成 HandlerFunc，因此 sayHi 也拥有了 ServeHTTP() 方法，也就实现了 Handler 接口，同时，HandlerFunc 的 ServeHTTP 方法执行了它自己本身，也就是 sayHi 函数，这也就可以看出来了，sayHi 就是 Handler 被调用之后的执行结果。