接口值
概念上讲一个接口的值,接口值,由两个部分组成,一个具体的类型和那个类型的值。它们被称为接口的动态类型和动态值。对于像Go语言这种静态类型的语言,类型是编译期的概念;因此一个类型不是一个值。在我们的概念模型中,一些提供每个类型信息的值被称为类型描述符,比如类型的名称和方法。在一个接口值中,类型部分代表与之相关类型的描述符。
下面4个语句中,变量w得到了3个不同的值。(开始和最后的值是相同的)
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var w io.Writer
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w = os.Stdout
3
w = new(bytes.Buffer)
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w = nil
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让我们进一步观察在每一个语句后的w变量的值和动态行为。第一个语句定义了变量w:
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var w io.Writer
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在Go语言中,变量总是被一个定义明确的值初始化,即使接口类型也不例外。对于一个接口的零值就是它的类型和值的部分都是nil(图7.1)。
一个接口值基于它的动态类型被描述为空或非空,所以这是一个空的接口值。你可以通过使用w==nil或者w!=nil来判读接口值是否为空。调用一个空接口值上的任意方法都会产生panic:
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w.Write([]byte("hello")) // panic: nil pointer dereference
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第二个语句将一个*os.File类型的值赋给变量w:
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w = os.Stdout
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这个赋值过程调用了一个具体类型到接口类型的隐式转换,这和显式的使用io.Writer(os.Stdout)是等价的。这类转换不管是显式的还是隐式的,都会刻画出操作到的类型和值。这个接口值的动态类型被设为*os.Stdout指针的类型描述符,它的动态值持有os.Stdout的拷贝;这是一个代表处理标准输出的os.File类型变量的指针(图7.2)。
调用一个包含*os.File类型指针的接口值的Write方法,使得(*os.File).Write方法被调用。这个调用输出“hello”。
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w.Write([]byte("hello")) // "hello"
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通常在编译期,我们不知道接口值的动态类型是什么,所以一个接口上的调用必须使用动态分配。因为不是直接进行调用,所以编译器必须把代码生成在类型描述符的方法Write上,然后间接调用那个地址。这个调用的接收者是一个接口动态值的拷贝,os.Stdout。效果和下面这个直接调用一样:
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os.Stdout.Write([]byte("hello")) // "hello"
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第三个语句给接口值赋了一个*bytes.Buffer类型的值
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w = new(bytes.Buffer)
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现在动态类型是*bytes.Buffer并且动态值是一个指向新分配的缓冲区的指针(图7.3)。
Write方法的调用也使用了和之前一样的机制:
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w.Write([]byte("hello")) // writes "hello" to the bytes.Buffers
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这次类型描述符是*bytes.Buffer,所以调用了(*bytes.Buffer).Write方法,并且接收者是该缓冲区的地址。这个调用把字符串“hello”添加到缓冲区中。
最后,第四个语句将nil赋给了接口值:
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w = nil
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这个重置将它所有的部分都设为nil值,把变量w恢复到和它之前定义时相同的状态图,在图7.1中可以看到。
一个接口值可以持有任意大的动态值。例如,表示时间实例的time.Time类型,这个类型有几个对外不公开的字段。我们从它上面创建一个接口值,
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var x interface{} = time.Now()
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结果可能和图7.4相似。从概念上讲,不论接口值多大,动态值总是可以容下它。(这只是一个概念上的模型;具体的实现可能会非常不同)
接口值可以使用==和!=来进行比较。两个接口值相等仅当它们都是nil值或者它们的动态类型相同并且动态值也根据这个动态类型的==操作相等。因为接口值是可比较的,所以它们可以用在map的键或者作为switch语句的操作数。
然而,如果两个接口值的动态类型相同,但是这个动态类型是不可比较的(比如切片),将它们进行比较就会失败并且panic:
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var x interface{} = []int{1, 2, 3}
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fmt.Println(x == x) // panic: comparing uncomparable type []int
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考虑到这点,接口类型是非常与众不同的。其它类型要么是安全的可比较类型(如基本类型和指针)要么是完全不可比较的类型(如切片,映射类型,和函数),但是在比较接口值或者包含了接口值的聚合类型时,我们必须要意识到潜在的panic。同样的风险也存在于使用接口作为map的键或者switch的操作数。只能比较你非常确定它们的动态值是可比较类型的接口值。
当我们处理错误或者调试的过程中,得知接口值的动态类型是非常有帮助的。所以我们使用fmt包的%T动作:
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var w io.Writer
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fmt.Printf("%T\n", w) // "<nil>"
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w = os.Stdout
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fmt.Printf("%T\n", w) // "*os.File"
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w = new(bytes.Buffer)
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fmt.Printf("%T\n", w) // "*bytes.Buffer"
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在fmt包内部,使用反射来获取接口动态类型的名称。我们会在第12章中学到反射相关的知识。
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