interface 作为 struct field,谈谈 Golang 结构体中的匿名接口

无风

golang中通过组合(composite)实现类似继承(extends)和重写(override)的功能,大家可能平时用的比较多的是struct中匿名struct的写法,有没有见过struct中匿名接口(anonymous interface)的写法呢?

Interface这个接口直接作为struct中的一个匿名字段,在标准库sort包中就有这种写法:

type Interface interface {
    Len() int
    Less(i, j int) bool
    Swap(i, j int)
}

type reverse struct {
    Interface
}

下面我们来看一个完整的例子,以下代码是从sort包提取出来的:

package main

import (
    "fmt"
)

type Interface interface {
    Len() int
    Less(i, j int) bool
    Swap(i, j int)
}

// Array 实现Interface接口
type Array []int

func (arr Array) Len() int {
    return len(arr)
}

func (arr Array) Less(i, j int) bool {
    return arr[i] < arr[j]
}

func (arr Array) Swap(i, j int) {
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
}

// 匿名接口(anonymous interface)
type reverse struct {
    Interface
}

// 重写(override)
func (r reverse) Less(i, j int) bool {
    return r.Interface.Less(j, i)
}

// 构造reverse Interface
func Reverse(data Interface) Interface {
    return &reverse{data}
}

func main() {
    arr := Array{1, 2, 3}
    rarr := Reverse(arr)
    fmt.Println(arr.Less(0,1))
    fmt.Println(rarr.Less(0,1))
}

sort包中这么写的目的是为了重写Interface的Less方法,并有效利用了原始的Less方法;通过Reverse可以从Interface构造出一个反向的Interface。go语言利用组合的特性,寥寥几行代码就实现了重写。

对比一下传统的组合匿名结构体实现重写的写法,或许可以更好的帮助我们了解匿名接口的优点:

package main

import (
    "fmt"
)

type Interface interface {
    Len() int
    Less(i, j int) bool
    Swap(i, j int)
}

type Array []int

func (arr Array) Len() int {
    return len(arr)
}

func (arr Array) Less(i, j int) bool {
    return arr[i] < arr[j]
}

func (arr Array) Swap(i, j int) {
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
}

// 匿名struct
type reverse struct {
    Array
}

// 重写
func (r reverse) Less(i, j int) bool {
    return r.Array.Less(j, i)
}

// 构造reverse Interface
func Reverse(data Array) Interface {
    return &reverse{data}
}

func main() {
    arr := Array{1, 2, 3}
    rarr := Reverse(arr)
    fmt.Println(arr.Less(0, 1))
    fmt.Println(rarr.Less(0, 1))
}

上面这个例子使用了匿名结构体的写法,和之前匿名接口的写法实现了同样的重写功能,甚至非常相似。但是仔细对比一下你就会发现匿名接口的优点,匿名接口的方式不依赖具体实现,可以对任意实现了该接口的类型进行重写。这在写一些公共库时会非常有用,如果你经常看一些库的源码,匿名接口的写法应该会很眼熟。

匿名接口还有一个作用就是对结构体添加一些约束,必须使用实现了该接口的类型来构造实例。结构体中可以包含一些其他的字段,而interface只有方法,没有field。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "sort"
)

type Array1 []int

func (arr Array1) Len() int {
    return len(arr)
}

func (arr Array1) Less(i, j int) bool {
    return arr[i] < arr[j]
}

func (arr Array1) Swap(i, j int) {
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
}

type Array2 []int

func (arr Array2) Len() int {
    return len(arr)
}

func (arr Array2) Less(i, j int) bool {
    return arr[i] < arr[j]
}

func (arr Array2) Swap(i, j int) {
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
}

type Sortable struct {
    sort.Interface
    // other field
    Type string
}

func NewSortable(i sort.Interface) Sortable {
    t := reflect.TypeOf(i).String()

    return Sortable{
        Interface: i,
        Type:      t,
    }
}

func DoSomething(s Sortable) {
    fmt.Println(s.Type)
    fmt.Println(s.Len())
    fmt.Println(s.Less(0, 1))
}

func main() {
    arr1 := Array1{1, 2, 3}
    arr2 := Array2{3, 2, 1, 0}

    DoSomething(NewSortable(arr1))
    DoSomething(NewSortable(arr2))
}
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