Go学习笔记：interface

Go不是一种典型的OO语言，它在语法上不支持类和继承的概念。
没有继承是否就无法拥有多态行为了呢？答案是否定的，Go语言引入了一种新类型—Interface，它在效果上实现了类似于C++的“多态”概念，虽然与C++的多态在语法上并非完全对等，但至少在最终实现的效果上，它有多态的影子。
那么，Go的Interface类型到底是什么呢？怎么使用呢？这正是本篇笔记试图说明的问题。

2. What is Interface type in Go ?
GoLang官网language specification文档对interface type的概念说明如下：
An interface type specifies a method set called its interface. A variable of interface type can store a value of any type with a method set that is any superset of the interface. Such a type is said to implement the interface. The value of an uninitialized variable of interface type is nil.
说实话，这段说明对新手来说比较晦涩，这正是本篇笔记试图解释清楚的地方。
从语法上看，Interface定义了一个或一组method(s)，这些method(s)只有函数签名，没有具体的实现代码（有没有联想起C++中的虚函数？）。若某个数据类型实现了Interface中定义的那些被称为"methods"的函数，则称这些数据类型实现（implement）了interface。举个例子来说明。

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1. package main  
2.   
3. import (  
4.     "fmt"  
5.     "math"  
6. )  
7.   
8. type Abser interface {  
9.     Abs() float64  
10. }  
11.   
12. type MyFloat float64  
13.   
14. func (f MyFloat) Abs() float64 {  
15.     if f < 0 {  
16.         return float64(-f)  
17.     }  
18.     return float64(f)  
19. }  
20.   
21. func main() {  
22.     var a Abser  
23.     f := MyFloat(-math.Sqrt2)  
24.     a = f  // a MyFloat implements Abser  
25.     fmt.Println(a.Abs())  
26. }  

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1. type Namer interface {  
2.     Method1(param_list) return_type  
3.     Method2(param_list) return_type  
4.     ...  
5. }  

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1. var ai Namer  

它的method table ptr是不是与C++中类的虚函数表非常类似？而这正是interface类型的变量具有多态特性的关键：

3. Interface“多态”特性实例
Go语言自带的标准Packages提供的接口很多都借助了Interface以具备“可以处理任何未知数据类型”的能力。例如被广泛使用的fmt包，其功能描述如下：
Package fmt implements formatted I/O with functions analogous to C's printf and scanf. The format 'verbs' are derived from C's but are simpler.
它除了可以格式化打印Go的built-in类型外，还可以正确打印各种自定义类型，只要这些自定义数据类型实现了fmt的Print API入参所需的interface接口。
以fmt包的Printf()函数为例，其函数签名格式如下：

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1. func Printf(format string, a ...interface{}) (n int, err error)  

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1. type Stringer interface {  
2.         String() string  
3. }  

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1. package main  
2.   
3. import "fmt"  
4.   
5. type IPAddr [4]byte  
6.   
7. func main() {  
8.     addrs := map[string]IPAddr{  
9.         "loopback":  {127, 0, 0, 1},  
10.         "googleDNS": {8, 8, 8, 8},  
11.     }  
12.     for n, a := range addrs {  
13.         fmt.Printf("%v: %v\n", n, a)  
14.     }  
15. }  

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1. loopback: [127 0 0 1]  
2. googleDNS: [8 8 8 8]  

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1. // exercise-stringer.go  
2. package main  
3.   
4. import "fmt"  
5.   
6. type IPAddr [4]byte  
7.   
8. // TODO: Add a "String() string" method to IPAddr.  
9. func (ip IPAddr) String() string {      
10.     return fmt.Sprintf("%v.%v.%v.%v", ip[0], ip[1], ip[2], ip[3])  
11. }  
12.   
13. func main() {  
14.     addrs := map[string]IPAddr{  
15.         "loopback":  {127, 0, 0, 1},  
16.         "googleDNS": {8, 8, 8, 8},  
17.     }  
18.     for n, a := range addrs {  
19.         fmt.Printf("%v: %v\n", n, a)  
20.     }  
21. }  

执行结果符合需求：

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1. googleDNS: 8.8.8.8  
2. loopback: 127.0.0.1  

【参考资料】
1. Golang Language Specification - Methods Expression 
2. Golang Language Specification - Interface Type 
3. <The Way to Go - A Thorough Introduction to the Go Programming Language>一书第11.1节
4. Go Data Structures: Interfaces
5. Go Package fmt 
6. A Tour of Go - Exercise: Stringers 

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