Golang 基础之基础语法梳理 (三)

大家好，今天将梳理出的 Go语言基础语法内容，分享给大家。 请多多指教，谢谢。

本次《Go语言基础语法内容》共分为三个章节，本文为第三章节

• Golang 基础之基础语法梳理 (一)
• Golang 基础之基础语法梳理 (二)
• Golang 基础之基础语法梳理 (三)

本章节内容

• interface
• 反射
• 泛型

interface

介绍

在Go语言中接口 (interface) 是一种类型， 一种抽象的类型。

接口 (interface) 定义了一个对象的行为规范， 只定义规范不实现，由具体的对象来实现规范的细节。

接口做的事情就像是定义一个协议(规则)。

Interface 是一组method的集合， 是duck-type programming 的一种体现。

接口的定义

• 接口是一个或多个方法签名的集合
• 接口只有方法声明，没有实现，没有数据字段
• 接口可以匿名嵌入其他接口，或嵌入到结构中
• 接口调用不会做receiver的自动转换
• 接口同样支持匿名字段方法
• 接口也可实现类似OOP中的多态
• 任何类型的方法集中只要拥有该接口'对应的全部方法'签名
• 只有当接口存储的类型和对象都为nil时，接口才等于nil
• 用 interface{} 传递任意类型数据是Go语言的惯例用法，而且 interface{} 是类型安全的
• 空接口可以作为任何类型数据的容器
• 一个类型可实现多个接口
• 接口命名习惯以 er 结尾

使用

每个接口由数个方法组成，接口的定义如下

type 接口类型 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
  ...
}

注意

1. 接口名：使用type将接口定义为自定义的类型名。Go语言的接口在命名时，一般会在单词后面添加er，如有写操作的接口叫Writer，有字符串功能的接口叫Stringer等。接口名最好要能突出该接口的类型含义。

2. 方法名：当方法名首字母是大写且这个接口类型名首字母也是大写时，这个方法可以被接口所在的包（package）之外的代码访问。

3. 参数列表、返回值列表：参数列表和返回值列表中的参数变量名可以省略。

例子

type writer interface {
  Write([]byte) error
}

值接收者和指针接收接口

type Mover interface {
  move()
}

type dog struct {}

func (d dog) move() {
  fmt.Println("狗狗")
}

func main() {
  var x Mover
  var wangcai = dog{}
  x = wangcai						// x 可以接收dog类型
  var fugui = &dog{}                // fugui是 *dog 类型
  x = fugui							// x可以接收*dog类型 指针接收
  x.move()
}

多个类型实现同一接口

// Mover 接口
type Mover interface {
  move()
}

type dog struct {
  name string
}
type car struct {
  brand string
}

// dog 类型实现 Mover 接口
func (d dog) move() {
  fmt.Printf("%s: mmmm", d.name)
}
// car 类型实现 Mover 接口
func (c car) move() {
  fmt.Printf("%s: mmmm", c.brand)
}

func main() {
  var x Mover
  var a = dog{name: "旺财"}
  var b = car{brand: "虾米"}
  x = a
  x.move()
  x = b
  x.move()
}

一个接口的方法，不一定需要由一个类型完全实现，接口的方法可以通过在类型中嵌入其他类型或者结构体来实现。

接口嵌套

接口与接口间可以通过嵌套创造出新的接口。

type Sayer interface {
    say()
}
type Mover interface {
    move()
}

// 接口嵌套
type animal interface {
    Sayer
    Mover
}

// 嵌套得到的接口的使用与普通接口一样
type cat struct {
    name string
}

func (c cat) say() {
    fmt.Println("ssss")
}

func (c cat) move() {
    fmt.Println("mmmm")
}

func main() {
    var x animal
    x = cat{name: "花花"}
    x.move()
    x.say()
}

空接口

空接口是指没有定义任何方法的接口，因此任何类型都实现了空接口。

空接口类型的变量可以存储任意类型的变量。

func main() {
    // 定义一个空接口 x
    var x interface{}
    s := "test data"
    x = s
    fmt.Printf("type:%T value: %v\n", x, x)
    i := 100
    x = i
    fmt.Printf("type:%T value: %v\n", x, x)
    b := true
    x = b
    fmt.Printf("type:%T value: %v\n", x, x)
}

空接口作为函数的参数

使用空接口实现可以接收任意类型的函数对象。

func show(a interface{}){
    fmt.Printf("type:%T value: %v\n", a, a)
}

空接口作为map的参数

使用空接口实现可以保存任意值的字典

var Info = make(map[string]interface{})
Info["id"] = 1
Info["name"] = "帽儿山的枪手"
fmt.Println(Info)

获取空接口值

判断空接口中值，可以使用类型断言，语法如下

x.(T)

x 表示类型为 interface{} 的变量

T 表示断言 x 可能是的类型

该语法返回两个参数，第一个参数是 x 转化为 T 类型后的变量， 第二个值是一个布尔值， 若为 true 则表示断言成功， false 则表示失败。

func main() {
    var x interface{}
    x = "data"
    v, ok := x.(string)
    if ok {
        fmt.Println(v)
    } else {
        fmt.Println("类型断言失败")
    }
}

如果要断言多次，可以写 if 判断， 也可以用 switch 语句实现。

反射

介绍

什么是反射？

例如：有时候我们需要知道某个值是什么类型，才能用对等逻辑去处理它。

以下是常用的处理方法：

// 伪代码
switch value := value.(type){
    case string:
    	// 处理操作
    case int:
    	// 处理操作
    ...
}

这样处理，会写的非常长，而且还可能存在自定的类型，也就是说这个判断日后可能还要一直改，因为无法知道未知值到底属于什么类型。

如果使用反射来处理，使用标准库 reflect 中的 TypeOf 和 ValueOf 函数从接口中获取目标对象的信息，就可以轻松处理这个问题。

更多介绍，可参考reflect 官方地址

https://pkg.go.dev/reflect

Go语言提供了一种机制，在编译时不知道类型的情况下，可更新变量、运行时查看值、调用方法以及直接对他们的布局进行操作的机制，称为反射。

使用

使用反射查看对象类型

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var name string = "帽儿山的枪手"
    nameType := reflect.TypeOf(name)
    nameValue := reflect.ValueOf(name)

    fmt.Println("name type: ", nameType)
    fmt.Println("name value: ", nameValue)
}

输出

name type:  string
name value:  帽儿山的枪手

struct 类型反射用法

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type Info struct {
	Name string
	Desc string
}

func (i Info) Detail() {
	fmt.Println("detail info")
}

func main() {
	i := Info{Name: "帽儿山的枪手", Desc: "技术分享"}

	t := reflect.TypeOf(i) // 获取目标对象
	v := reflect.ValueOf(i) // 获取value值
	for i := 0; i < v.NumField(); i++ { // NumField()获取字段总数
		key := t.Field(i) // 根据下标,获取包含的key
		value := v.Field(i).Interface() // 获取key对应的值
		fmt.Printf("key=%s value=%v type=%v\n", key.Name, value, key.Type)
	}

	// 获取Info的方法
	for i := 0; i < t.NumMethod(); i++ {
		m := t.Method(i)
		fmt.Printf("方法 Name=%s Type=%v\n", m.Name, m.Type)
	}
}

输出

key=Name value=帽儿山的枪手 type=string
key=Desc value=技术分享 type=string
方法 Name=Detail Type=func(main.Info)

通过反射判断类型用法

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type Info struct {
	Name string
	Desc string
}

func main() {
	i := Info{Name: "帽儿山的枪手", Desc: "技术分享"}
	t := reflect.TypeOf(i)

	// Kind()函数判断值的类型
	if k := t.Kind(); k == reflect.Struct {
		fmt.Println("struct type")
	}
	num := 100
	switch v := reflect.ValueOf(num); v.Kind() {
	case reflect.String:
		fmt.Println("string type")
	case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:
		fmt.Println("int type")
	default:
		fmt.Printf("unhandled kind %s", v.Kind())
	}
}

输出

struct type
int type

通过反射修改内容

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type Info struct {
	Name string
	Desc string
}

func main() {
	i := &Info{Name: "帽儿山的枪手", Desc: "技术分享"}
	v := reflect.ValueOf(i)

	// 修改值必须是指针类型
	if v.Kind() != reflect.Ptr {
		fmt.Println("不是指针类型")
		return
	}
	v = v.Elem() // 获取指针指向的元素
	name := v.FieldByName("Desc") // 获取目标key的值
	name.SetString("好好工作")
	fmt.Printf("修改后数据: %v\n", *i)
}

输出

修改后数据: {帽儿山的枪手 好好工作}

通过反射调用方法

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type Info struct {
	Name string
	Desc string
}

func (i Info) Detail() {
	fmt.Println("detail info")
}

func main() {
	i := Info{Name: "帽儿山的枪手", Desc: "技术分享"}
	v := reflect.ValueOf(i)

	// 获取方法控制权
	mv := v.MethodByName("Detail")
	mv.Call([]reflect.Value{}) // 这里是无调用参数 []reflect.Value{}
}

输出

detail info

泛型

介绍

泛型的概念，可以从多态看起，多态是同一形式表现出不同行为的一种特性，在编程语言中被分为两类，临时性多态和参数化多态。

根据实参生成不同的版本，支持任意数量的调用，即泛型，简言之，就是把元素类型变成了参数。

golang版本需要在 1.17版本或以上，才支持泛型使用。

（1.17版本泛型是golang推出的尝鲜版，1.18是正式版本）

举例：

func Add(a, b int) int{}
func AddFloat(a, b float64) float64{}

在泛型的帮助下，上面代码就可以简化成为：

func Add[T any](a, b T) T

Add后面的[T any]，T表示类型的标识，any表示T可以是任意类型。

a、b和返回值的类型T和前面的T是同一个类型。

为什么用[]，而不是其他语言中的<>，官方有过解释，大概就是<>会有歧义。曾经计划使用() ，因为太容易混淆，最后使用了[]。

泛型3大概念

• 类型参数
• 类型约束
• 类型推导

特性

• 函数可以通过type关键字引入额外的类型参数(type parameters)列表：func F(type T)(p T) { ... }
• 这些类型参数可以像一般的参数一样在函数体中使用
• 类型也可以拥有类型参数列表：type M(type T) []T
• 每个类型参数可以拥有一个约束：func F(type T Constraint)(p T) { ... }
• 使用interface来描述类型的约束
• 被用作类型约束的interface可以拥有一个预声明类型列表，限制了实现此接口的类型的基础类型
• 使用泛型函数或类型时需要传入类型实参
• 类型推断允许用户在调用泛型函数时省略类型实参
• 泛型函数只允许进行类型约束所规定的操作

使用

对泛型进行输出

如果Go当前版本是1.17版本，运行时需要加参数 -gcflags=-G=3

# 完整命令
go run -gcflags=-G=3 example.go

示例

package main

import (
	"fmt"
)

func print[T any](s []T) {
	for _, v := range s {
		fmt.Printf("%v ", v)
	}
	fmt.Printf("\n")
}

func main() {
	print[int]([]int{1,2,3,4})
	print[float64]([]float64{1.01, 2.02, 3.03, 4.04})
	print[string]([]string{"a", "b", "c", "d"})
}

输出

1 2 3 4
1.01 2.02 3.03 4.04
a b c d

Go1.18 中，any 是 interface{} 的别名

使用泛型约束，控制类型的使用范围

原先的语法中，类型约束会用逗号分隔的方式来展示

type int, int8, int16, int32, int64

在新语法中，结合定义为 union element（联合元素），写成一系列由竖线 ”|“ 分隔的类型或近似元素。

int | int8 | int16 | int32 | int64

示例

package main

import (
	"fmt"
)

type CustomType interface {
	int | int8 | int16 | int32 | int64 | string
}

func add[T CustomType] (a, b T) T{
	return a + b
}

func main() {
	fmt.Println(add(1, 2))
	fmt.Println(add("帽儿山的枪手", "技术分享"))
}

输出

3
帽儿山的枪手技术分享

上述 CustomType 接口类型也可以写成以下格式

type CustomType interface {
	~int | ~string
}

上述声明的类型集是 ~int，也就是所有类型为 int 的类型（如：int、int8、int16、int32、int64）都能够满足这个类型约束的条件。

泛型中自带 comparable 约束

因为不是所有的类型都可以==比较，所以Golang内置提供了一个comparable约束，表示可比较的。

官方说明

comparable是由所有可比较类型（布尔、数字、字符串、指针、通道、可比较类型的数组、字段均为可比较类型的结构）实现的接口。可比较接口只能用作类型参数约束，不能用作变量的类型。

https://pkg.go.dev/builtin@master#comparable

package main

import (
	"fmt"
)

func diff[T comparable](a []T, v T) {
	for _, e := range a {
		if e == v {
			fmt.Println(e)
		}
	}
}

func main() {
	diff([]int{1, 2, 3, 4}, 3)
}

输出

3

泛型中操作指针

package main

import (
	"fmt"
)

func pointerOf[T any](v T) *T {
	return &v
}

func main() {
	name := pointerOf("帽儿山的枪手")
	fmt.Println(*name)
	id := pointerOf(100)
	fmt.Println(*id)
}

输出

帽儿山的枪手
100

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