Go interface 详解 (三) :interface 的值

本系列是阅读 “The Go Programming Language” 理解和记录。

Interface value 的赋值

从概念上来讲,interface value 有两部分组成:type 部分是一个 concrete type,vlaue 部分是这个 concrete type 对应的 instance,它们分别称之为 interface value 的 dynamic type 和 dynamic value。

由于 Go 是静态类型的语言,type 是在编译阶段已经定义好的,而 interface 存储的值是动态的,在上面这个概念模型中,type 部分更准确叫法是 type descriptors,主要是提供 concrete type 的相关信息,包括 method、name 等。

下面这几个语句:

1
2
3
4
var w io.Writer
w = os.Stdout
w = new(bytes.Buffer)
w = nil

变量 w 依次存储了三种不同的值,在此我们依次来看看每种不同的值的确切含义。

语句 var w io.Writer 声明并初始化了一个 interface value w,其值是 nil,此时 type 和 value 部分都是 nil

1
2
3
w:
type --> nil
value --> nil

interface value 是否是 nil 取决于其 dynamic type,在 nil 的 interface value 上调用会 panic

1
w.Write([]byte("hello")) // panic

语句 w = os.Stdout 赋值 *os.File 类型的 value 给 w,这个赋值操作包含一个隐式的类型转换,用以把 concrete type 转换成 interface type io.Writer(*os.File),在这个转换过程中 dynamic type 被赋值为 *os.File 类型,在这里其实是它的 type descriptor,同样得,dynamic value 赋值为 os.Stdout 的一份 copy,一个指向 os.File 类型的指针且代表标准输出的变量。

1
2
3
w:
type --> *os.File
value -------> fd int=1(stdout)

在 interface value w 上调用 Write method 实际上调用的是 *os.File 类型的 Write 方法,于是输出 “hello”。

1
w.Write([]byte("hello")) // "hello"

由于在编译阶段,我们并不知道一个 interface value 的 dynamic type 是什么,所以 interface value 的调用必须进行 dynamic dispatch。为了能调用 dynamic value 的 Write method,compiler 必须生成相关代码以便在执行的时候通过 dynamic type 获取对应 method 的真实地址的 copy,在调用的形式上好像是我们直接调用了 dynamic value 的 Write method。

1
os.Stdout.Write([]byte("hello")) // "hello"

语句 w=new(bytes.Buffer) 赋值 *bytes.Buffer 类型的 value 作为 w 的 dynamic value,对 w 的处理是也类似的,调用 Write method 将调用 *bytes.Buffer 的 Write method。

语句 w=nil 和初始语句一样将 w 重置为 nil。

Interface value 的比较

Interface value 可以使用 ==!= 语句进行比较的。如果两个 interface value 的 dynamic type 相同,dynamic value 根据 dynamic type 的 == 比较操作是相等的,那么这两个 interface value 是相等的。因而 interface value 可以用在 map 中作为key 或者 switch 语句中。

虽然 interface value 本身是可以比较的,但是如果 dynamic type 不支持 compare 操作,那么对两个 dynamic type 相同的 interface value 比较将 panic,比如 slice。

1
2
var x interface{} = []int{1, 2, 3}
fmt.Println(x == x) // panic: comparing uncomparable type []int

所以使用时你应该总是留意,interface value 的 dynamic 是不是可以 compare 类型,不管 interface value 单独出现还是出现在其它类型中。

格式化输出 interface value

Go 提供了格式化输出 interface value 的方法,方便在开发和调试中使用。

1
2
3
4
5
6
7
8
var w io.Writer
fmt.Printf("%T\n", w) // "<nil>"
w=os.Stdout
fmt.Printf("%T\n", w) // "*os.File"
w=new(bytes.Buffer)
fmt.Printf("%T\n", w) // "*bytes.Buffer"

警告:dynamic value 是 nil 的 interface value 并不是 nil

Interface value 是 nil 和 interface value 包含的 dynamic value 是 nil 并不是一回事,后者不是 nil,这个潜在的区别给初学 Go 的 developer 造成了一定的困扰。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
const debug = false
func main() {
var buf *bytes.Buffer
if debug {
buf = new(bytes.Buffer) // enable collection of output
}
f(buf) // NOTE: subtly incorrect!
if debug {
// ...use buf...
}
}
// If out is non-nil, output will be written to it.
func f(out io.Writer) {
// ...do something...
if out != nil {
out.Write([]byte("done!\n"))
}
}

在上面的代码中,函数 f 中将会出现 panic。由于对于 *byte.Buffer 时,当其值是 nil 时也满足 io.Writer 这个 interface,赋值给 out 之后,out 并不是 nil,但是调用 Write 方法时,Write 的 receiver 也就是 out 的 dynamic value 是 nil,因而会 panic。

解决方法是改变 main 中的 buf 为 io.Writer。

三月沙 wechat
扫描关注 wecatch 的公众号