Go 指南 方法和接口

一、方法

Go 没有类。然而，仍然可以在结构体类型上定义方法。

方法接收者 出现在 func 关键字和方法名之间的参数中。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := &Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs())
}

你可以对包中的 任意 类型定义任意方法，而不仅仅是针对结构体。

但是，不能对来自其他包的类型或基础类型定义方法。

方法可以与命名类型或命名类型的指针关联。

刚刚看到的两个 Abs 方法。一个是在 *Vertex 指针类型上，而另一个在 MyFloat 值类型上。 有两个原因需要使用指针接收者。首先避免在每个方法调用中拷贝值（如果值类型是大的结构体的话会更有效率）。其次，方法可以修改接收者指向的值。

尝试修改 Abs 的定义，同时 Scale 方法使用 Vertex 代替 *Vertex 作为接收者。

当 v 是 Vertex 的时候 Scale 方法没有任何作用。Scale 修改 v。当 v 是一个值（非指针），方法看到的是 Vertex的副本，并且无法修改原始值。

Abs 的工作方式是一样的。只不过，仅仅读取 v。所以读取的是原始值（通过指针）还是那个值的副本并没有关系。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := &Vertex{3, 4}
    fmt.Printf("Before scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
    v.Scale(5)
    fmt.Printf("After scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
}

输出结果为：
Before scaling: &{X:3 Y:4}, Abs: 5
After scaling: &{X:15 Y:20}, Abs: 25

二、接口

接口类型是由一组方法定义的集合。

接口类型的值可以存放实现这些方法的任何值。

注意： 示例代码的 22 行存在一个错误。 由于 Abs 只定义在 *Vertex（指针类型）上， 所以 Vertex（值类型）不满足 Abser。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Abser interface {
    Abs() float64
}

func main() {
    var a Abser
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    v := Vertex{3, 4}

    a = f  // a MyFloat 实现了 Abser
    a = &v // a *Vertex 实现了 Abser

    // 下面一行，v 是一个 Vertex（而不是 *Vertex）
    // 所以没有实现 Abser。
    a = v

    fmt.Println(a.Abs())
}

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

2.1 隐式接口

类型通过实现那些方法来实现接口。 没有显式声明的必要；所以也就没有关键字implements。

隐式接口解耦了实现接口的包和定义接口的包：互不依赖。

因此，也就无需在每一个实现上增加新的接口名称，这样同时也鼓励了明确的接口定义。

包 io 定义了 Reader 和 Writer；其实不一定要这么做。

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

type Reader interface {
    Read(b []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
    Write(b []byte) (n int, err error)
}

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

func main() {
    var w Writer

    // os.Stdout 实现了 Writer
    w = os.Stdout

    fmt.Fprintf(w, "hello, writer\n")
}

2.2 Stringers

一个普遍存在的接口是 fmt 包中定义的 Stringer。

type Stringer interface {
    String() string
}

Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。fmt包 （还有许多其他包）使用这个来进行输出。类似Java中的toString()。

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p Person) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age)
}

func main() {
    a := Person{"Arthur Dent", 42}
    z := Person{"Zaphod Beeblebrox", 9001}
    fmt.Println(a, z)
}

2.3 错误

Go 程序使用 error 值来表示错误状态。

与 fmt.Stringer 类似， error 类型是一个内建接口：

type error interface {
    Error() string
}

与 fmt.Stringer 类似，fmt 包在输出时也会试图匹配 error。

通常函数会返回一个 error 值，调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil， 来进行错误处理。

i, err := strconv.Atoi("42")
if err != nil {
    fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err)
    return
}
fmt.Println("Converted integer:", i)

error 为 nil 时表示成功；非 nil 的 error 表示错误。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type MyError struct {
    When time.Time
    What string
}

func (e *MyError) Error() string {
    return fmt.Sprintf("at %v, %s",
        e.When, e.What)
}

func run() error {
    return &MyError{
        time.Now(),
        "it didn't work",
    }
}

func main() {
    if err := run(); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
}

2.4 Readers

io 包指定了 io.Reader 接口， 它表示从数据流结尾读取。

Go 标准库包含了这个接口的许多实现， 包括文件、网络连接、压缩、加密等等。

io.Reader 接口有一个 Read 方法：

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)

Read 用数据填充指定的字节 slice，并且返回填充的字节数和错误信息。 在遇到数据流结尾时，返回 io.EOF 错误。

例子代码创建了一个 strings.Reader。 并且以每次 8 字节的速度读取它的输出。

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("Hello, Reader!")

    b := make([]byte, 8)
    for {
        n, err := r.Read(b)
        fmt.Printf("n = %v err = %v b = %v\n", n, err, b)
        fmt.Printf("b[:n] = %q\n", b[:n])
        if err == io.EOF {
            break
        }
    }
}

三、Web 服务器

包 http 通过任何实现了 http.Handler 的值来响应 HTTP 请求：

package http

type Handler interface {
    ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request)
}

在这个例子中，类型 Hello 实现了 http.Handler。

访问 http://localhost:4000/ 会看到来自程序的问候。

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
)

type Hello struct{}

func (h Hello) ServeHTTP(
    w http.ResponseWriter,
    r *http.Request) {
    fmt.Fprint(w, "Hello!")
}

func main() {
    var h Hello
    err := http.ListenAndServe("localhost:4000", h)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

四、图片

Package image 定义了 Image 接口：

package image

type Image interface {
    ColorModel() color.Model
    Bounds() Rectangle
    At(x, y int) color.Color
}

注意：Bounds 方法的 Rectangle 返回值实际上是一个 image.Rectangle， 其定义在 image 包中。

（具体可以参阅文档了解全部信息。）

color.Color 和 color.Model 也是接口，但是通常因为直接使用预定义的实现 image.RGBA 和 image.RGBAModel 而被忽视了。这些接口和类型由image/color 包定义。

package main

import (
    "fmt"
    "image"
)

func main() {
    m := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100))
    fmt.Println(m.Bounds())
    fmt.Println(m.At(0, 0).RGBA())
}