5.11. 接口和其他类型

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2023-12-01

5.11. 接口和其他类型

5.11.1. 接口

Go中的接口提供了一类对象的抽象。我们在前面已经看到了关于接口的一些例子。我们可以给新定义的对象实现一个String方法，这样就可以用 Fprintf输出该类型的值。同样，Fprintf可以将结果输出到任意实现了Write方法的对象。接口一般只包含一类方法，并且以ed后缀的方式命名，例如io.Writer接口对应Write 方法实现。

一种类型可以实现多个接口。例如，如果想支持sort包中的排序方法，那么只需要实现sort.Interface接口的Len()、 Less()、Swap(i, j int)方法就可以了。下面的例子实现了sort.Interface接口的同时，还定制了输出函数。

  type Sequence []int

  // Methods required by sort.Interface.
  func (s Sequence) Len() int {
      return len(s)
  }
  func (s Sequence) Less(i, j int) bool {
      return s[i] < s[j]
  }
  func (s Sequence) Swap(i, j int) {
      s[i], s[j] = s[j], s[i]
  }

  // Method for printing - sorts the elements before printing.
  func (s Sequence) String() string {
      sort.Sort(s)
      str := "["
      for i, elem := range s {
          if i > 0 {
              str += " "
          }
          str += fmt.Sprint(elem)
      }
      return str + "]"
  }

5.11.2. 转换

Sequence 的 String 方法重做了 Sprint 在切片的工作。我们可以在调用 Sprint 前把 Sequence 转为普通的 []int。

  func (s Sequence) String() string {
      sort.Sort(s)
      return fmt.Sprint([]int(s))
  }

转换使得 s 被当作普通的切片，因此得到默认的排版。不加转换，Sprint 会发现 Sequence 的 String 方法，进而无穷递归。如果忽略类型名称，Sequence 和 []int 的类型相同，它们之间的转换是合法的。转换不会得到新值，它只是暂时假装现有值是新类型。（其它合法的转换，如从整型到浮点型，会生成新值。）

地道的 Go 程序会转换表达式的类型来使用一组不同的方法。例如，我们可以用现有类型 sort.IntArray 把整个例子缩减为：

  type Sequence []int

  // Method for printing - sorts the elements before printing
  func (s Sequence) String() string {
      sort.IntArray(s).Sort()
      return fmt.Sprint([]int(s))
  }

现在，无需让 Sequence 实现多个界面（排序和打印），我们使用了把数据转换为多种类型（Sequence，sort.IntArray 和 []int）的能力，每个来完成一部分的工作。这实际上不常见但很有效。

5.11.3. Generality(泛化)

如果某类型的存在只为了实现某界面，而除此之外没有其它导出的方法，则此类型也不需导出。只导出界面明确了只有行为有价值，而不是实现，其它的不同特性的实现可以镜像其原来的类型。这样也避免了为同一方法的不同实现做文档。

此时，架构函数应返回界面而不是实现类型。例如，哈希库的crc32.NewIEEE() 和 adler32.New() 都返回界面类型 hash.Hash32。替换一个 Go 出现的 CRC-32 算法为 Adler-32 只需改变架构函数的调用；其余的代码不受算法改变的影响。

同样的方式使得 crypto/block 包的流密（streaming cipher）算法与链接在一起的块密（block cipher）相区隔。比对 bu?o 包，它们包装了界面，返回 hash.Hash，io.Reader 和 io.Writer 界面值，而不是特定的实现。

crypto/block 界面包括：

  type Cipher interface {
      BlockSize() int
      Encrypt(src, dst []byte)
      Decrypt(src, dst []byte)
  }

  // NewECBDecrypter returns a reader that reads data
  // from r and decrypts it using c in electronic codebook (ECB) mode.
  func NewECBDecrypter(c Cipher, r io.Reader) io.Reader

  // NewCBCDecrypter returns a reader that reads data
  // from r and decrypts it using c in cipher block chaining (CBC) mode
  // with the initialization vector iv.
  func NewCBCDecrypter(c Cipher, iv []byte, r io.Reader) io.Reader

NewECBDecrypter 和 NewCBCReader 不只用于某特定的加密算法和数据源，而是任意的 Cipher 界面的实现和任意的 io.Reader。因为它们返回 io.Reader 界面值，替换 ECB 加密为 CBC 加密只是局部修改。架构函数必须编辑，但因为周围代码必须只把结果作为io.Reader，它不会注意到有什么不同。

5.11.4. 接口和方法

因为几乎任何东西都可加以方法，几乎任何东西都可满足某界面。一个展示的例子是 http 包定义的 Handler 界面。任何物件实现了Handler 都可服务 HTTP 请求。

  type Handler interface {
      ServeHTTP(*Conn, *Request)
  }

ResponseWriter 本身是个界面，它提供一些可访问的方法来返回客户的请求。这些方法包括标准的 Write 方法。因此 http.ResponseWriter 可用在 io.Writer 可以使用的地方。Request 是个结构，包含客户请求的一个解析过的表示。

为求简短，我们忽略 POST 并假定所有 HTTP 请求都是 GET；此简化不会影响经手者的设置。下面一个小而全的经手者实现了网页访问次数的计数。

  // Simple counter server.
  type Counter struct {
      n int
  }

  func (ctr *Counter) ServeHTTP(c *http.Conn, req *http.Request) {
      ctr.n++
      fmt.Fprintf(c, "counter = %d\n", ctr.n)
  }

（注意 Fprintf 怎样打印到 http.ResponseWriter）。作为参考，这里是怎样把服务者加在一个 URL 树的节点上。

  import "http"
  ...
  ctr := new(Counter)
  http.Handle("/counter", ctr)

可是为何把 Counter 作为结构呢？一个整数能够了。（接受者需是指针，使增量带回调用者）。

  // Simpler counter server.
  type Counter int

  func (ctr *Counter) ServeHTTP(c *http.Conn, req *http.Request) {
      *ctr++
      fmt.Fprintf(c, "counter = %d\n", *ctr)
  }

当某页被访问时怎样通知你的程序更新某些内部状态呢？给网页贴个信道。

  // A channel that sends a notification on each visit.
  // (Probably want the channel to be buffered.)
  type Chan chan *http.Request

  func (ch Chan) ServeHTTP(c *http.Conn, req *http.Request) {
      ch <- req
      fmt.Fprint(c, "notification sent")
  }

最后，让我们在 /args 显示启动服务器时的参量。写个打印参量的函数很容易：

  func ArgServer() {
      for i, s := range os.Args {
          fmt.Println(s)
      }
  }

怎样把它变成 HTTP 服务器呢？我们可以把 ArgServer 作为某个类型的方法再忽略其值，也有更干净的做法。既然我们可以给任意非指针和界面的类型定义方法，我们可以给函数写个方法。http 包里有如下代码：

  // The HandlerFunc type is an adapter to allow the use of
  // ordinary functions as HTTP handlers.  If f is a function
  // with the appropriate signature, HandlerFunc(f) is a
  // Handler object that calls f.
  type HandlerFunc func(*Conn, *Request)

  // ServeHTTP calls f(c, req).
  func (f HandlerFunc) ServeHTTP(c *Conn, req *Request) {
      f(c, req)
  }

HandlerFunc 是个带 ServeHTTP 方法的类型，所以此类的值都可以服务 HTTP 请求。我们来看看此方法的实现：接受者是个函数，f，方法调用 f 。看起来很怪，但和，比如，接受者是信道，而方法发送到此信道，没什么不同。

要把 ArgServer 变为 HTTP 服务器，我们首先改成正确的签名：

  // Argument server.
  func ArgServer(c *http.Conn, req *http.Request) {
      for i, s := range os.Args {
          fmt.Fprintln(c, s)
      }
  }

ArgServer 现在和 HandlerFunc 有同样的签名，就可以转成此类使用其方法，就像我们把 Sequence 转为 IntArray 来使用 IntArray.Sort 一样。设置代码很简短：

  http.Handle("/args", http.HandlerFunc(ArgServer))

当有人访问 /args 页时，此页的经手者有值 ArgServer 和类型HandlerFunc。HTTP 服务器启动此类型的 ServeHTTP 方法，用ArgServer 作为接受者，反过来调用 ArgServer （通过启动handlerFunc.ServeHTTP 的 f(w, req) 。）参量被显示出来。

此节中我们从一个结构，整数，信道和一个函数制造出一个 HTTP 服务器，全赖于界面就是一套方法，可定义在（几乎）任何类型上。