Go 如何实现 implements 功能
概述
Go 语言中检测一个类型是否实现了某个接口，通常分为两类机制: 编译期间 和 运行期间。
编译期间
顾名思义，编译期间检测就是通过静态分析来确定类型是否实现了某个接口，如果检测不通过，则编译过程报错并退出。
通常将这种方式称为 接口完整性检查。
接口完整性检查
类型未实现接口
package main
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
func main() {
// 强制类型 Martian 必须实现接口 Person 的所有方法
var _ Person = (*Martian)(nil)
// 1. 声明一个 _ 变量 (不使用)
// 2. 把一个 nil 转换为 (*Martian)，然后再转换为 Person
// 3. 如果 Martian 没有实现 Person 的全部方法，则转换失败，编译器报错
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
cannot use (*Martian)(nil) (value of type *Martian) as type Person in variable declaration:
*Martian does not implement Person (missing Age method)
从输出的结果中可以看到，Martian 并没有实现 Person 接口，所以报错了。下面我们为 Martian 实现 Person 接口。
类型实现了接口
package main
import "fmt"
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
// 实现 Name 方法
func (m *Martian) Name() string {
return "martian"
}
// 实现 Age 方法
func (m *Martian) Age() int {
return -1
}
func main() {
// 此时 Martian 已实现了 Person 的全部方法
var _ Person = (*Martian)(nil)
m := &Martian{}
fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", m.Name(), m.Age())
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
name = martian, age = -1
从输出的结果中可以看到，运行成功，Martian 已经实现了 Person 接口的全部方法。
运行期间
运行期间的检测方式主要有 类型断言 和 反射。
类型断言
类型未实现接口
package main
import "fmt"
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
func main() {
// 变量必须声明为 interface 类型
var m interface{}
m = &Martian{}
if v, ok := m.(Person); ok {
fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", v.Name(), v.Age())
} else {
fmt.Println("Martian does not implements Person")
}
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
Martian does not implements Person
下面我们为 Martian 实现 Person 接口。
类型实现了接口
package main
import "fmt"
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
func (m *Martian) Name() string {
return "martian"
}
func (m *Martian) Age() int {
return -1
}
func main() {
// 变量必须声明为 interface 类型
var m interface{}
m = &Martian{}
if v, ok := m.(Person); ok {
fmt.Printf("name = %s, age = %d\n", v.Name(), v.Age())
}
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
name = martian, age = -1
从输出的结果中可以看到，运行成功，Martian 已经实现了 Person 接口的全部方法。
反射
通过 reflect 包提供的 API 来判断类型是否实现了某个接口。
类型未实现接口
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
func main() {
// 获取 Person 类型
p := reflect.TypeOf((*Person)(nil)).Elem()
// 获取 Martian 结构体指针类型
m := reflect.TypeOf(&Martian{})
// 判断 Martian 结构体类型是否实现了 Person 接口
fmt.Println(m.Implements(p))
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
false
下面我们为 Martian 实现 Person 接口。
类型实现了接口
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type Person interface {
Name() string
Age() int
}
type Martian struct {
}
func (m *Martian) Name() string {
return "martian"
}
func (m *Martian) Age() int {
return -1
}
func main() {
// 获取 Person 类型
p := reflect.TypeOf((*Person)(nil)).Elem()
// 获取 Martian 结构体指针类型
m := reflect.TypeOf(&Martian{})
// 判断 Martian 结构体类型是否实现了 Person 接口
fmt.Println(m.Implements(p))
}
运行代码
$ go run main.go
## 输出如下
true
小结
Go 的接口实现检测机制分为 编译期间 和 运行期间，其中编译期间的检测方式是 接口完整性检查，
而运行期间的检测方式有两种: 类型断言 和 反射，一般情况尽量使用类型断言，这样可以避免反射带来的性能损耗。
文中提到的几种检测方式语法都比较新 (nan) 奇 (kan) ，读者可以参考代码的注释部分帮助理解。
