golang积累-接口指针与结构体指针

对go做过开发的朋友都很熟悉interface。这几天在网上看到了篇文章，谈到了interface与nil判等的问题。题是好题，就进一步了解了一下。

原题如下：

Nil接口并不是有Nil指针的接口

type Cat interface {
  Meow()
}

type Tabby struct {}
func (*Tabby) Meow() { fmt.Println("meow") }

func GetACat() Cat {
  var myTabby *Tabby = nil
  // Oops, we forgot to set myTabby to a real value
  return myTabby
}

func TestGetACat(t *testing.T) {
  if GetACat() == nil {
    t.Errorf("Forgot to return a real cat!")
  }
}

毫无疑问，输出结果是空。也就是说GetACat()方法返回的值，不为nil。解答是“将一个指针返回了空指针”。说实话，真心没看懂！

官方对interface的定义

官方在常见问题中，对interface判断nil进行了描述：原文

• interface的内部实现，其实有两个很核心的元素，那就是type与value。
• interface==nil,仅当type、value均为nil，即(nil,nil)。很多时候，type有值，而value==nil，比如上题。
• 实际开发中，不应存在type==nil，value！=nil的情况。
  因此，原题的解答应该是：为type确定了类型指针，但value依然没有赋值。

更多的疑问？

查看了一些资料，有几个困惑，需要逐个分析：
- 接口变量是否为指针类型？
- 结构体指针能否与其接口变量判等？

首先定义一个全局的接口和对应的两个实现类，便于后续的分析。

//接口
type Cat interface {
    Meow()
}
//实现类1
type Tabby struct{}
func (*Tabby) Meow() { fmt.Println("Tabby meow") }
func GetNilTabbyCat() Cat {
    var myTabby *Tabby = nil
    return myTabby
}
func GetTabbyCat() Cat {
    var myTabby *Tabby = &Tabby{}
    return myTabby
}
//实现类2
type Gafield struct{}
func (*Gafield) Meow() { fmt.Println("Gafield meow") }
func GetNilGafieldCat() Cat {
    var myGafield *Gafield = nil
    return myGafield
}
func GetGafieldCat() Cat {
    var myGafield *Gafield = &Gafield{}
    return myGafield
}

接口变量是否为指针类型？
在面对类型时，可以利用反射包（reflect）的TypeOf获取的Type，再调用Kind来了解基础结构类别。

    var (
        cat2        = GetNilTabbyCat()
    )
    fmt.Printf("cat1 information: type=%15v,kind=%10v \n",reflect.TypeOf(cat2),reflect.TypeOf(cat2).Kind())

通过结果，我们可以知道，cat2是指针.
接口变量之间的判等

    var (
        cat1 Cat = nil
        cat2     = GetNilTabbyCat()
        cat3     = GetTabbyCat()
        cat4     = GetNilGafieldCat()
    )
    fmt.Printf("cat1 information: nil?:%5v, type=%15v, value=%5v  \n", cat1 == nil, reflect.TypeOf(cat1), reflect.ValueOf(cat1))                                                //接口变量，type、value都是nil，所以cat1==nil
    fmt.Printf("cat2 information: nil?:%5v, type=%15v, type.kind=%5v, value=%5v  \n", cat2 == nil, reflect.TypeOf(cat2), reflect.TypeOf(cat2).Kind(), reflect.ValueOf(cat2))   //接口变量，type!=nil，所以cat2!==nil
    fmt.Printf("cat3 information: nil?:%5v, type=%15v, type.kind=%5v, value=%5v  \n", cat3 == nil, reflect.TypeOf(cat3), reflect.TypeOf(cat3).Kind(), reflect.ValueOf(cat3))   //接口变量，type!=nil, 所以cat3!=nil
    fmt.Printf("cat4 information: nil?:%5v, type=%15v, type.kind=%5v, value=%5v  \n", cat4 == nil, reflect.TypeOf(cat4), reflect.TypeOf(cat4).Kind(), reflect.ValueOf(cat4)) //接口变量，
    fmt.Printf("cat1==cat2?%5v , cat2==cat3?%5v， cat2==cat4?%5v \n", cat1 == cat2, cat2 == cat3, cat2 == cat4)

    //Output:
    //cat1 information: nil?: true, type=          <nil>, value=<invalid reflect.Value>  
    //cat2 information: nil?:false, type=    *main.Tabby, type.kind=  ptr, value=<nil>  
    //cat3 information: nil?:false, type=    *main.Tabby, type.kind=  ptr, value=&{}  
    //cat4 information: nil?:false, type=  *main.Gafield, type.kind=  ptr, value=<nil>  
    //cat1==cat2?false , cat2==cat3?false， cat2==cat4?false 

从运行结果看，接口变量之间判断，是要比较type和value的。

• cat1的type是空，所以cat1!=cat2。
• cat2与cat3的值不同，所以不等。
• cat2与cat4的type不同，所以不等。
  更进一步，其实可以使用unsafe.Pointer来了解，可以很清楚的了解cat2变量的类别和值的情况，代码如下：

type iface struct {
        itype  uintptr
        ivalue uintptr
    }
d1 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat1))
d2 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat2))
d3 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat3))
d4 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat4))
fmt.Println(d1)
fmt.Println(d2)
fmt.Println(d3)
fmt.Println(d4)
//Output:
//&{0 0} 
//&{7024192 0}  
//&{7024192 7302976}  
//&{7024128 0} 

接口变量能否与其结构体指针判等
从前面代码对比可以知道，接口变量是指针。那接口指针是否会与结构体指针相同呢？

    type iface struct {
        itype  uintptr
        ivalue uintptr
    }
    var (
        cat1 Cat    = GetNilTabbyCat() //接口指针
        cat2        = GetTabbyCat()    //接口指针
        cat3 *Tabby = &Tabby{}         //结构体指针
    )
    d1 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat1))
    d2 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat2))
    d3 := (*iface)(unsafe.Pointer(&cat3))
    fmt.Printf("cat1 information: nil?:%5v, type=%15v, value=%v ,%v \n", cat1 == nil, reflect.TypeOf(cat1), reflect.ValueOf(cat1), d1)                                                //接口变量，type、value都是nil，所以cat1==nil
    fmt.Printf("cat2 information: nil?:%5v, type=%15v, type.kind=%10v, value=%v ,%v \n", cat1 == nil, reflect.TypeOf(cat2), reflect.TypeOf(cat2).Kind(), reflect.ValueOf(cat2), d2)   //接口变量，type!=nil，所以cat2!==nil
    fmt.Printf("cat3 information: nil?:%5v, type=%15v, type.kind=%10v, value=%v ,%v \n", cat3 == nil, reflect.TypeOf(cat3), reflect.TypeOf(cat3).Kind(), reflect.ValueOf(cat3), d3)   //接口变量，type!=nil, 所以cat3!=nil
    fmt.Printf("cat1==cat2?:%5v, cat2==cat3?%v \n", cat1==cat2,cat2==cat3 )
    //Output:
    //cat1 information: nil?:false, type=    *main.Tabby, value=<nil> ,&{7024192 0} 
    //cat2 information: nil?:false, type=    *main.Tabby, type.kind=       ptr, value=&{} ,&{7024192 7302976} 
    //cat3 information: nil?:false, type=    *main.Tabby, type.kind=       ptr, value=&{} ,&{7302976 0} 
    //cat1==cat2?:false, cat2==cat3?true 

可以看出，结构体指针是可以与接口指针进行判等的，但要注意，尽管cat2、cat3的ivalue指向的地址不同，但比较的是具体的值，所以相等。

简单结论：

1. 指针的判断，都涉及到type和value。
2. 接口指针之间的判等，要基于type与value，一个不同则不等。
3. 接口指针与其对应实现的结构体指针，可以进行判等操作。