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Go语言接口的定义和使用

Go 语言提供了一种称为接口（interface）的数据类型，它代表一组方法的集合。接口的组合、嵌套和鸭子类型（Duck Typing）等实现了代码复用、解耦和模块化等特性，而且接口是方法动态分派、反射的基础功能。

接口设计是非侵入式的，接口设计者无须知道接口被哪些类型实现。而接口使用者只需知道实现怎样的接口，无须指明实现哪一个接口。编译器在编译时就会知道哪个类型实现哪个接口，或者接口应该由谁来实现。

非侵入式设计是 Go 语言设计者经过多年的大项目经验总结出来的设计之道，让接口和实现者真正解耦，编译速度才能真正提高，同时降低项目之间的耦合度。

接口是双方约定的一种合作协议，它是一种类型，也是一种抽象结构，不会暴露所含数据格式、类型及结构。

接口语法定义如下：

type interface_name interface {
   method1(parameter) [returnType]
   method2(parameter) [returnType]
   method3(parameter) [returnType]
   ...
   methodN(parameter) [returnType]
}

1）接口使用关键字 type 定义；关键字 type 后面设置接口名称 interface_name；接口名称后面设置接口类型 interface，interface 是 Go 语言的关键字。

2）接口里面的 method1、method2、…、methodN 代表方法名；parameter 代表参数名称和数据类型，如果方法没有参数，则无须设置；returnType 代表返回值的数据类型，如果方法没有返回值，则无须设置。

3）当接口方法的首个字母是大写格式，并且接口的首个字母也是大写格式时，将接口和方法设为导出标识符，它们可以被其他 go 文件访问。

根据接口语法定义，在同一接口定义不同类型的方法，示例如下：

type actions interface {
    // 没有参数，也没有返回值
    walk()
    // 没有参数，有返回值
    runs() (int, int)
    // 有参数，没有返回值
    speak(content string, speed int)
    // 有参数，也有返回值
    rest(sleepTime int) (int)
}

接口方法只需设置方法名称、参数名称和数据类型、返回值的数据类型，无须在接口中编写方法的业务功能，而方法的业务功能由结构体方法实现，示例如下：

package main

import "fmt"

// 定义接口
type actions interface {
    // 没有参数，也没有返回值
    walk()
    // 没有参数，有返回值
    runs() (int, int)
    // 有参数，没有返回值
    speak(content string, speed int)
    // 有参数，也有返回值
    rest(sleepTime int) int
}

// 定义结构体
type cats struct {
    name string
}

// 定义接口方法的功能逻辑
func (c *cats) walk() {
    fmt.Printf("%v在散步\n", c.name)
}

func (c *cats) runs() (int, int) {
    fmt.Printf("%v在跑步\n", c.name)
    speed := 10
    time := 1
    return speed, time
}

func (c *cats) speak(content string, speed int) {
    fmt.Printf("%v在说话：%v，语速：%v\n", c.name, content, speed)
}

func (c *cats) rest(sleepTime int) int {
    fmt.Printf("%v在休息，入睡时间：%v小时\n", c.name, sleepTime)
    return sleepTime
}

func main() {
    // 定义接口变量
    var a actions
    // 结构体实例化
    c := cats{name: "kitty"}
    // 结构体实例化变量的指针赋值给接口变量
    a = &c
    // 调用接口中的方法
    a.walk()
    speed, time := a.runs()
    fmt.Printf("跑步速度：%v，跑步时间：%v\n", speed, time)
    a.speak("喵喵", 2)
    sleepTime := a.rest(10)
    fmt.Printf("入睡时间：%v小时\n", sleepTime)
}

上述代码的实现过程说明如下：
1) 定义接口 actions 和结构体 cats，接口 actions 分别设置 4 个方法：walk()、runs()、speak() 和 rest()；结构体 cats 只设置成员 name，其数据类型为字符串类型。

2) 结构体 cats 定义 4 个方法，每个方法分别对应接口 actions 的方法，也就是接口 actions 的方法通过结构体方法实现具体功能逻辑。将结构体绑定接口，结构体必须为接口中的每个方法定义相应的结构体方法，否则程序提示 as some methods are missing 异常。

3) 主函数 main() 定义接口变量 a，将结构体 cats 实例化生成实例化变量 c；然后把变量 c 的内存地址赋值给变量 a，结构体 cats 绑定在接口变量 a 中。

4) 如果结构体方法的接收者是值接收者，只要把实例化变量 c 赋值给变量 a 即可，接口变量 a 或结构体实例化变量 c 都可以调用接口方法。

运行上述代码，运行结果如下图所示。

kitty在散步
kitty在跑步
跑步速度：10，跑步时间：1
kitty在说话：喵喵，语速：2
kitty在休息，入睡时间：10小时
入睡时间：10小时

接口变量 a 只能调用接口 actions 中定义的方法，如果结构体 cats 还定义了接口 actions 之外的结构体方法，接口变量 a 是无法调用的，并且接口变量 a 也无法访问结构体成员，接口之外的结构体方法只能由结构体实例化变量调用。

综上所述，接口的定义与使用总结如下：

接口是使用关键字 type 和 interface 定义的，接口方法只需设置方法名称、参数及其数据类型、返回值的数据类型。
接口方法的功能逻辑由结构体方法实现，接口无法单独使用，它必须与结构体组合使用。
使用接口必须创建接口变量和实例化结构体，然后将结构体实例化变量或变量的内存地址赋值给接口变量，完成结构体与接口的绑定。
接口变量只能调用接口中定义的方法，结构体实例化变量不仅能调用接口方法，还能调用接口之外的结构体方法和结构体成员。
如果结构体绑定了接口，结构体必须为接口中的每个方法定义相应的结构体方法，否则程序提示 as some methods are missing 异常。

Go语言接口的定义和使用

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