golang变量(三)——interface详解

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yushu1987
2019.01.23 18:48* 字数 714

一、interface的底层结构

interface 和 java,php的interface有点类似,比如无法纯定义接口属性和方法(不实现/不赋值),interface的出现,让go在面对对象追上了java,c++等面向对象语言。而与java/c++的interface不同,interface可以用户存储任何类型,比如 var i interface{} ;i =1

1. 底层结构

interface 分为空接口和非空接口,分别用eface 和 iface实现。

eface的结构

type eface struct {
    _type *_type
    data  unsafe.Pointer
}

//_type 定义
type _type struct {
        size       uintptr  // 类型的大小
        ptrdata    uintptr  // size of memory prefix holding all pointers
        hash       uint32   // 类型的Hash值
        tflag      tflag    // 类型的Tags 
        align      uint8    // 结构体内对齐
        fieldalign uint8    // 结构体作为field时的对齐
        kind       uint8    // 类型编号 定义于runtime/typekind.go
        alg        *typeAlg // 类型元方法 存储hash和equal两个操作。map key便使用key的_type.alg.hash(k)获取hash值
        gcdata     *byte    // GC相关信息
        str        nameOff  // 类型名字的偏移    
        ptrToThis  typeOff
    }

而eface中的data指向数据的数据指针;再观察_type定义,可以看到几个熟悉的字段,tflag是结构体的tag,是struct字段的tag(常见的json:"name"),gcdata是用来给GC回收的,kind是类型的string(map, int, float等),这些数据,都可以通过反射拿到。


iface的结构

type iface struct {
    tab  *itab
    data unsafe.Pointer
}
 
// 非空接口的类型信息
type itab struct {
    inter  *interfacetype    // 接口定义的类型信息
    _type  *_type            // 接口实际指向值的类型信息
    link   *itab  
    bad    int32
    inhash int32
    fun    [1]uintptr       // 接口方法实现列表,即函数地址列表,按字典序排序
}

// 非空接口类型,接口定义,包路径等。
type interfacetype struct {
   typ     _type
   pkgpath name
   mhdr    []imethod      // 接口方法声明列表,按字典序排序
}

// 接口的方法声明 
type imethod struct {
   name nameOff          // 方法名
   ityp typeOff         // 描述方法参数返回值等细节
}

非空interface与eface不同的,所有空interface的结构是一样的,而非空interface每个都不一样,因为彼此定义的方法可以不一样的,所以相对eface,iface的定义复杂多。

二、interface赋值

1. 空interface赋值

先看如下代码:

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var  I interface{}
    I = 1
    fmt.Println(reflect.TypeOf(I).Kind().String())
    I = 1.3
    fmt.Println(reflect.TypeOf(I).Kind().String())
    I = true
    fmt.Println(reflect.TypeOf(I).Kind().String())
    I = map[string]int{
        "age":21,
    }
    fmt.Println(reflect.TypeOf(I).Kind().String())
}

int
float64
bool
map

I =1 语句,把eface中data指向数据1外,还把_type中的kind,GC, fieldalign等字段赋值(具体可以查看interface源码)。其他的赋值类似

2. 非空interface赋值

非空的interface只能定义未实现的方法,不能定义成员变量,这是与java/C++不同的地方.下面代码

package main

type I interface {
    Pick() string
    Put() map[string]interface{}
}

type S struct {
}

func transfer(i I) {

}

func main() {
    var s = S{}
    transfer(s) //无法编译通过。Cannot use 's' (type S) as I .Type does not implement 'I' as some methods are missing: Pick() string Put() map[string]interface{}
}

所以,非空的interface赋值,必须是已实现其定义的非空方法的struct(其他基础数据类型更无法赋值),从iface的结构也可以看出,未实现方法的,无法填充iface的结构体数据,把代码修改完善如下,即可以编译通过:

package main

type I interface {
    Pick() string
    Put() map[string]interface{}
}

type S struct {
}

func (s S) Pick() string {
    return "pick"
}
func (s S) Put() map[string]interface{} {
    return map[string]interface{}{
        "name": "put",
    }
}

func transfer(i I) {
}

func main() {
    var s = S{}
    transfer(s)
}

三、interface 和nil

interface 初始化值 nil,或者说默认值是nil,所有也只有nil只能传给参数定义为pointer, slice,chan,map,interface的变量。看下面的代码:

func main() {
    var t *T
    var i interface{} = t
    fmt.Println(t == nil, i == t, i == nil)
}

预期结果应该是:

true true true

但实际是

true true false   //破坏了== 的传递性

从上述代码中,可以看出t是一个指向T的指针,但没有具体赋值,所以是nil,而i是赋值了,其data的指针是指向t,而t的内容是nil,第一个== true,第二个 也是 true(只对内容比较),第三不是,因为data是有值的。
判断interface == nil和 interface的内容是否nil,是两个概念。判断内容是否为nil ,可以使用反射机制来做

reflect.ValueOf(i).IsNil()

这个语句是用来判断interface的data是否为nil。关于这块,之前还踩过坑,后来再lib中加上这个函数,专门用于判断interface是否为nil。

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