接口

前言：

在 Go 编程中，我们使用接口来存储一组没有实现的方法。也就是说，接口的方法不会有方法体。例如：

type Shape interface {
  area() float32
  perimeter() float32
}

在这里，Shape 是一个接口，包含 area() 和 perimeter() 两个方法。可以看到这两个方法只有方法签名，没有任何实现。

作用：

接口在 Go 语言中用于定义一组方法，这些方法没有具体的实现。接口的作用在于定义结构体需要实现的方法集合，从而实现多态和代码复用。

使用场景：

• 当我们希望定义一组方法而不关心具体的实现时。
• 当我们需要通过不同的结构体实现相同的接口，从而使得这些结构体可以被统一处理时。
• 当我们需要实现多态，即同一接口的不同实现可以被统一调用时。

示例：

假设我们有一个如下定义的接口：

type Shape interface {
  area() float32
}

现在，我们定义一个结构体 Rectangle 来实现这个接口：

package main
import "fmt"

// 接口定义
type Shape interface {
  area() float32
}

// 结构体 Rectangle 实现接口
type Rectangle struct {
  length, breadth float32
}

// 实现 area() 方法
func (r Rectangle) area() float32 {
  return r.length * r.breadth
}

// 使用接口的方法
func calculate(s Shape) {
  fmt.Println("Area:", s.area())
}

// 主函数
func main() {
  // 实例化结构体
  rect := Rectangle{7, 4}

  // 调用 calculate() 方法
  calculate(rect)
}

输出：

Area: 28

在上面的例子中，我们创建了一个接口 Shape，并定义了一个结构体 Rectangle 实现了这个接口。Rectangle 结构体实现了 Shape 接口的 area() 方法。我们通过 calculate() 方法来计算并打印 Rectangle 的面积。

通过多个结构体实现接口：

在 Go 语言中，多个结构体可以实现同一个接口。例如：

package main
import "fmt"

// 接口定义
type Shape interface {
  area() float32
}

// Rectangle 结构体实现接口
type Rectangle struct {
  length, breadth float32
}

// Rectangle 实现 area() 方法
func (r Rectangle) area() float32 {
  return r.length * r.breadth
}

// Triangle 结构体实现接口
type Triangle struct {
  base, height float32       
}

// Triangle 实现 area() 方法
func (t Triangle) area() float32 {
    return 0.5 * t.base * t.height
}

// 使用接口的方法
func calculate(s Shape) float32 {
  return s.area()
}

// 主函数
func main() {
  // 实例化结构体
  r := Rectangle{7, 4}
  t := Triangle{8, 12}

  // 调用 calculate() 方法
  rectangleArea := calculate(r)
  fmt.Println("Area of Rectangle:", rectangleArea)

  triangleArea := calculate(t)
  fmt.Println("Area of Triangle:", triangleArea)
}

输出：

Area of Rectangle: 28
Area of Triangle: 48

在这个例子中，我们用 Rectangle 和 Triangle 两个结构体实现了 Shape 接口。calculate() 方法通过接口来计算并返回不同结构体的面积。

当结构体没有实现接口的所有方法时会发生什么？

当一个结构体实现一个接口时，它必须实现接口的所有方法。如果没有实现所有方法，则会报错。例如：

package main
import "fmt"

// 接口定义
type Shape interface {
  area() float32
  perimeter() float32
}

// Rectangle 结构体实现接口
type Rectangle struct {
  length, breadth float32
}

// Rectangle 实现 area() 方法
func (r Rectangle) area() float32 {
  return r.length * r.breadth
}

// 使用接口的方法
func calculate(s Shape) float32 {
  return s.area()
}

// 主函数
func main() {
  // 实例化结构体
  r := Rectangle{7, 4}

  // 调用 calculate() 方法
  rectangleArea := calculate(r)
  fmt.Println("Area of Rectangle:", rectangleArea)
}

输出：

cannot use r (type Rectangle) as type Shape in argument to calculate:
    Rectangle does not implement Shape (missing perimeter method)

在上面的例子中，Shape 接口有两个方法：area() 和 perimeter()。Rectangle 结构体只实现了 area() 方法，因此不能作为 Shape 类型传递给 calculate() 方法，导致编译错误。

结语：

接口是 Go 语言中实现多态的关键工具。理解并正确使用接口可以帮助我们设计灵活的代码架构，使代码更加模块化和可维护。在实际编程中，合理利用接口可以大大提高代码的复用性和可扩展性。