2019-05-22 Go语言学习三方法和接口

2019-05-22 本文已影响0人橙小花一直相信

1、方法

Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。
方法就是一类带特殊的 **接收者** 参数的函数。
方法接收者在它自己的参数列表内，位于 func 关键字和方法名之间。
在下面的例子中，Abs 方法拥有一个名为 v，类型为 Vertex 的接收者。

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
type Vertex struct {
    X, Y float64
}
func (v Vertex) Abs() float64 { //如果不用方法 直接写 func Abs(v Vertex) float64 则运行错误
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs())  // 运行结果 5
}

方法只是个带接收者参数的函数。
现在这个 Abs 的写法就是个正常的函数，功能并没有什么变化。

//将Abs 改写成函数的形式
package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
type Vertex struct {
    X, Y float64
}
func Abs(v Vertex) float64 { // 方法这里应写成 func (v Vertex) Abs() float64 
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
     fmt.Println(Abs(v)) // 方法的话 这里是是 fmt.Println(v.Abs())
}

1.2 方法续

也可以为非结构体类型声明方法。
在此例中，我们看到了一个带 Abs 方法的数值类型 MyFloat。
你只能为在同一包内定义的类型的接收者声明方法，而不能为其它包内定义的类型（包括 int 之类的内建类型）的接收者声明方法。
（译注：就是接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内；不能为内建类型声明方法。）

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

func main() {
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    fmt.Println(f.Abs())
}

// 运行结果：1.4142135623730951

2、指针

2.1 指针接受者

指针接收者的方法可以修改接收者指向的值
你可以为指针接收者声明方法。
这意味着对于某类型 T，接收者的类型可以用 *T 的文法。（此外，T 不能是像 *int 这样的指针。）

例如，这里为 *Vertex 定义了 Scale 方法。
**指针接收者的方法可以修改接收者指向的值（就像 Scale 在这做的）。由于方法经常需要修改它的接收者，指针接收者比值接收者更常用。 **
试着移除第 16 行 Scale 函数声明中的 *，观察此程序的行为如何变化。
若使用值接收者，那么 Scale 方法会对原始 Vertex 值的副本进行操作。（对于函数的其它参数也是如此。）Scale 方法必须用指针接受者来更改 main 函数中声明的 Vertex 的值。

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
type Vertex struct {
    X, Y float64
}
func (v Vertex) Abs() float64 { // 这里Abs 是函数名 一般会用大写 当然可以换成别的字母
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
func (v *Vertex) Scale(f float64) { //这个地方如果去掉 * 则运行结果变成 5
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}
func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    v.Scale(10)
    fmt.Println(v.Abs())
}

//运行结果: 50

2.2 指针与函数

把 Abs 和 Scale 方法重写为函数

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func Abs(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func Scale(v *Vertex, f float64) { // 如果去掉 *  则编译不通过
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    Scale(&v, 10)
    fmt.Println(Abs(v))
}

//运行结果：50

2.3 方法与指针重定向

比较前两个程序，你大概会注意到带指针参数的函数必须接受一个指针：

var v Vertex
ScaleFunc(v, 5)  // 编译错误！
ScaleFunc(&v, 5) // OK

而以指针为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

var v Vertex
v.Scale(5)  // OK
p := &v
p.Scale(10) // OK

对于语句 v.Scale(5)，即便 v 是个值而非指针，带指针接收者的方法也能被直接调用。也就是说，由于 Scale 方法有一个指针接收者，为方便起见，Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5)。

//举个例子
package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    v.Scale(2)
    ScaleFunc(&v, 10)

    p := &Vertex{4, 3}
    p.Scale(3)
    ScaleFunc(p, 8)

    fmt.Println(v, p)
}

//运行结果：{60 80} &{96 72}

方法与指针重定向（续）

同样的事情也发生在相反的方向。
接受一个值作为参数的函数必须接受一个指定类型的值：

var v Vertex
fmt.Println(AbsFunc(v))  // OK
fmt.Println(AbsFunc(&v)) // 编译错误！

而以值为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

var v Vertex
fmt.Println(v.Abs()) // OK
p := &v
fmt.Println(p.Abs()) // OK

这种情况下，方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs()。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func AbsFunc(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs()) //方法调用用v.Abs()
    fmt.Println(AbsFunc(v)) //函数调用用AbsFunc(v)

    p := &Vertex{4, 3}
    fmt.Println(p.Abs())
    fmt.Println(AbsFunc(*p))
}

// 运行结果：
5
5
5
5

2.4 选择值或指针作为接收者

**使用指针接收者的原因有二：
首先，方法能够修改其接收者指向的值。
其次，这样可以避免在每次调用方法时复制该值。若值的类型为大型结构体时，这样做会更加高效。 **

在本例中，Scale 和 Abs 接收者的类型为 *Vertex，即便 Abs 并不需要修改其接收者。
通常来说，所有给定类型的方法都应该有值或指针接收者，但并不应该二者混用。（我们会在接下来几页中明白为什么。）

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
type Vertex struct {
    X, Y float64
}
func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}
func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
func main() {
    v := &Vertex{3, 4}
    fmt.Printf("Before scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
    v.Scale(5)
    fmt.Printf("After scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
}

// 运行结果：
Before scaling: &{X:3 Y:4}, Abs: 5
After scaling: &{X:15 Y:20}, Abs: 25

3、接口

3.1 接口介绍

**接口类型是由一组方法签名定义的集合。 **
接口类型的变量可以保存任何实现了这些方法的值。

3.2 接口与隐式实现

类型通过实现一个接口的所有方法来实现该接口。既然无需专门显式声明，也就没有“implements”关键字。
隐式接口从接口的实现中解耦了定义，这样接口的实现可以出现在任何包中，无需提前准备。
因此，也就无需在每一个实现上增加新的接口名称，这样同时也鼓励了明确的接口定义。

package main
import "fmt"
type I interface {
    M()
}
type T struct {
    S string
}

// 此方法表示类型 T 实现了接口 I，但我们无需显式声明此事。
func (t T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I = T{"hello"}
    i.M()
}

//运行结果：hello

3.3 接口值

接口也是值。它们可以像其它值一样传递。
接口值可以用作函数的参数或返回值。
在内部，接口值可以看做包含值和具体类型的元组：
(value, type)
接口值保存了一个具体底层类型的具体值。
接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

type F float64

func (f F) M() {
    fmt.Println(f)
}

func main() {
    var i I

    i = &T{"Hello"}
    describe(i)
    i.M()

    i = F(math.Pi)
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

--------------------------------------------------------------------
//运行结果：
(&{Hello}, *main.T)
Hello
(3.141592653589793, main.F)
3.141592653589793

3.4 底层值为nil的接口值

即便接口内的具体值为 nil，方法仍然会被 nil 接收者调用。
在一些语言中，这会触发一个空指针异常，但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它（如本例中的 M 方法）。
注意: 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil。

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    if t == nil {
        fmt.Println("<nil>")
        return
    }
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I

    var t *T
    i = t
    describe(i)
    i.M()

    i = &T{"hello"}
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

-------------------------------------------------------------------------
//输出结果：
(<nil>, *main.T)
<nil>
(&{hello}, *main.T)
hello

3.5 nil接口值

nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。

3.6 空接口

指定了零个方法的接口值被称为空接口：
interface{}
空接口可保存任何类型的值。（因为每个类型都至少实现了零个方法。）
空接口被用来处理未知类型的值。例如，fmt.Print 可接受类型为 interface{} 的任意数量的参数。

package main

import "fmt"

func main() {
    var i interface{}
    describe(i)

    i = 42
    describe(i)

    i = "hello"
    describe(i)
}

func describe(i interface{}) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

------------------------------------------------------------------------
//运行结果：
(<nil>, <nil>)
(42, int)
(hello, string)

4、类型

4.1 类型断言

类型断言 提供了访问接口值底层具体值的方式。

t := i.(T)

该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T，并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t。
若 i 并未保存 T 类型的值，该语句就会触发一个恐慌。
为了判断一个接口值是否保存了一个特定的类型，类型断言可返回两个值：其底层值以及一个报告断言是否成功的布尔值。

t, ok := i.(T)

若 i 保存了一个 T，那么 t 将会是其底层值，而 ok 为 true。
否则，ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值，程序并不会产生恐慌。
请注意这种语法和读取一个映射时的相同之处。

package main
import "fmt"
func main() {
    var i interface{} = "hello"

    s := i.(string)
    fmt.Println(s)

    s, ok := i.(string)
    fmt.Println(s, ok)

    f, ok := i.(float64)
    fmt.Println(f, ok)

    f = i.(float64) // 报错(panic)
    fmt.Println(f)
}

运行结果：

hello true
0 false
panic: interface conversion: interface {} is string, not float64

4.2 类型选择

类型选择 是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

类型选择与一般的 switch 语句相似，不过类型选择中的 case 为类型（而非值），它们针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。

switch v := i.(type) {
case T:
    // v 的类型为 T
case S:
    // v 的类型为 S
default:
    // 没有匹配，v 与 i 的类型相同
}

类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同，只是具体类型 T 被替换成了关键字 type。

此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S。在 T 或 S 的情况下，变量 v 会分别按 T 或 S 类型保存 i 拥有的值。在默认（即没有匹配）的情况下，变量 v 与 i 的接口类型和值相同。

package main
import "fmt"
func do(i interface{}) {
    switch v := i.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Twice %v is %v\n", v, v*2)
    case string:
        fmt.Printf("%q is %v bytes long\n", v, len(v))
    default:
        fmt.Printf("I don't know about type %T!\n", v)
    }
}

func main() {
    do(21)
    do("hello")
    do(true)
}

---------------------------------------------------------------------------------
//运行结果：
Twice 21 is 42
"hello" is 5 bytes long
I don't know about type bool!

5、Stringer

fmt 包中定义的 Stringer 最普遍的接口之一。

type Stringer interface {
    String() string
}

Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。fmt 包（还有很多包）都通过此接口来打印值。

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p Person) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age)
}

func main() {
    a := Person{"Arthur Dent", 42}
    z := Person{"Zaphod Beeblebrox", 9001}
    fmt.Println(a, z)
}

// 运行结果：
Arthur Dent (42 years) Zaphod Beeblebrox (9001 years)

练习：Stringer
通过让 IPAddr 类型实现 fmt.Stringer 来打印点号分隔的地址。
例如，IPAddr{1, 2, 3, 4} 应当打印为 "1.2.3.4"。

package main
import "fmt"
type IPAddr [4]byte

// TODO: Add a "String() string" method to IPAddr.
func (p IPAddr) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v.%v.%v.%v", p[0], p[1], p[2], p[3]);
}

func main() {
    hosts := map[string]IPAddr{
        "loopback":  {127, 0, 0, 1},
        "googleDNS": {8, 8, 8, 8},
    }
    for name, ip := range hosts {
        fmt.Printf("%v: %v\n", name, ip)
    }
}

----------------------------------------------------
// 运行结果：
loopback: 127.0.0.1
googleDNS：8.8.8.8

6、错误

Go 程序使用 error 值来表示错误状态。
与 fmt.Stringer 类似，error 类型是一个内建接口：

type error interface {
    Error() string
}

（与 fmt.Stringer 类似，fmt 包在打印值时也会满足 error。）
通常函数会返回一个 error 值，调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。

i, err := strconv.Atoi("42")
if err != nil {
    fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err)
    return
}
fmt.Println("Converted integer:", i)

error 为 nil 时表示成功；非 nil 的 error 表示失败。

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)
type MyError struct {
    When time.Time
    What string
}
func (e *MyError) Error() string {
    return fmt.Sprintf("at %v, %s",
        e.When, e.What)
}
func run() error {
    return &MyError{
        time.Now(),
        "it didn't work",
    }
}
func main() {
    if err := run(); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
}

// 运行结果： at 2019-05-22 17:57:45.797632243 +0800 CST m=+0.000720070, it didn't work

练习：错误

从之前的练习中复制 Sqrt 函数，修改它使其返回 error 值。

Sqrt 接受到一个负数时，应当返回一个非 nil 的错误值。复数同样也不被支持。

创建一个新的类型

type ErrNegativeSqrt float64

并为其实现

func (e ErrNegativeSqrt) Error() string

方法使其拥有 error 值，通过 ErrNegativeSqrt(-2).Error() 调用该方法应返回 "cannot Sqrt negative number: -2"。

注意: 在 Error 方法内调用 fmt.Sprint(e) 会让程序陷入死循环。可以通过先转换 e 来避免这个问题：fmt.Sprint(float64(e))。这是为什么呢？

修改 Sqrt 函数，使其接受一个负数时，返回 ErrNegativeSqrt 值。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func Sqrt(x float64) (float64, error) {
    if x < 0 {
        return 0, ErrNegativeSqrt(x)
    }

     z := float64(1)
     for {
          y := z - (z*z-x)/(2*z)
          if math.Abs(y-z) < 1e-10 {
               return y, nil
          }
          z = y
     }
     return z, nil
}


type ErrNegativeSqrt float64
func (e ErrNegativeSqrt) Error() string {
    return fmt.Sprintf("cannot Sqrt negative number: %v", float64(e))
}


func main() {
    fmt.Println(Sqrt(2)) // 1.4142135623730951 <nil>
    fmt.Println(Sqrt(-2)) // 0 cannot Sqrt negative number: -2
}

7、Reader

**io 包指定了 io.Reader 接口，它表示从数据流的末尾进行读取。 **
io.Reader 接口有一个 Read 方法：

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)

Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。在遇到数据流的结尾时，它会返回一个 io.EOF 错误。

示例代码创建了一个 strings.Reader 并以每次 8 字节的速度读取它的输出。

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("Hello, Reader!")

    b := make([]byte, 8)
    for {
        n, err := r.Read(b)
        fmt.Printf("n = %v err = %v b = %v\n", n, err, b)
        fmt.Printf("b[:n] = %q\n", b[:n])
        if err == io.EOF {
            break
        }
    }
}

运行结果：

b[:n] = "Hello, R"
n = 6 err = <nil> b = [101 97 100 101 114 33 32 82]
b[:n] = "eader!"
n = 0 err = EOF b = [101 97 100 101 114 33 32 82]
b[:n] = ""

8、图像

image 包定义了 Image 接口：

package image

type Image interface {
    ColorModel() color.Model
    Bounds() Rectangle
    At(x, y int) color.Color
}

注意: Bounds 方法的返回值 Rectangle 实际上是一个 image.Rectangle，它在 image 包中声明。
color.Color 和 color.Model 类型也是接口，但是通常因为直接使用预定义的实现 image.RGBA 和 image.RGBAModel 而被忽视了。这些接口和类型由 image/color 包定义。

package main

import (
    "fmt"
    "image"
)

func main() {
    m := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100))
    fmt.Println(m.Bounds()) //(0,0)-(100,100)
    fmt.Println(m.At(0, 0).RGBA()) //0 0 0 0
}

2019-05-22 Go语言学习三方法和接口

1、方法

1.2 方法续

2、指针

2.1 指针接受者

2.2 指针与函数

2.3 方法与指针重定向

方法与指针重定向（续）

2.4 选择值或指针作为接收者

3、接口

3.1 接口介绍

3.2 接口与隐式实现

3.3 接口值

3.4 底层值为nil的接口值

3.5 nil接口值

3.6 空接口

4、类型

4.1 类型断言

4.2 类型选择

5、Stringer

6、错误

练习：错误

7、Reader

8、图像

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3.4 底层值为nil的接口值

3.5 nil接口值

3.6 空接口

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6、错误

练习：错误

7、Reader

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