[Journey with golang] 4. Interface

golang的接口与我已有的认知不太一样，这篇文章要写好一阵子。

接口是一个编程规约，也是一组方法签名的集合。golang的接口是非侵入式的设计，也就是说，一个具体类型实现接口不需要再语法上显式地声明，只要具体类型的方法集是接口方法集的超集，就代表该类型实现了该接口，编译器在编译时会进行方法集的校验。接口是没有具体实现逻辑的，也不能定义字段。

接口变量只有值和类型的概念，所以接口类型变量仍然称为接口变量，接口内部存放的具体类型变量被称为接口指向的“实例”。接口只有声明没有实现，所以定义一个新接口，通常又变成声明一个新接口，二者通用，意思相同。

最常使用的接口字面量类型就是空接口 interface{} ，由于空接口的方法集为空，所以任意类型都被认为实现了空接口，任意类型的实例都可以赋值或传递给空接口，包括未命名类型的实例。注意：未命名类型由于不能定义自己的方法，所以方法集为空，因此其类型变量除了传递给空接口，不能传递给任何其他接口。

golang的接口分为接口字面量类型和接口命名类型，接口声明使用 interface 关键字。接口字面量类型声明语法如下所示：

1 interface{
2     MethodSignature_1
3     MethodSignature_2
4 }

接口命名类型使用 type 关键字声明，语法如下所示：

1 type InterfaceName interface{
2     MethodSignature_1
3     MethodSignature_2
4 }

使用接口字面量的场景很少，一般只有空接口interface{}类型变量的声明才会使用。

接口定义大括号内可以是方法声明的集合，也可以嵌入另一个接口类型匿名字段，还可以是二者的混淆。例如：

 1 // Reader ...
 2 type Reader interface {
 3     Read(p []byte) (n int, err error)
 4 }
 5 
 6 // Writer ...
 7 type Writer interface {
 8     Write(p []byte) (n int, err error)
 9 }
10 
11 type readAndWrite interface {
12     Reader
13     Writer
14 }
15 
16 type readAndWrite2 interface {
17     Read(p []byte) (n int, err error)
18     Writer
19 }

golang的函数没有“函数声明”，类型的方法本质上就是函数的一种特殊形式，但golang有“方法声明”，而不是使用“方法签名”。严格意义上的函数签名是函数的字面量类型，函数签名是不包括函数名的，而函数声明是指带上函数名的函数签名。同理，接口定义使用方法声明，而不是方法签名。可以说，方法声明=方法名+方法签名。golang编译器在做接口匹配判断时是严格校验方法名和方法签名的。

声明新接口类型的特点：

接口的命名一般以er结尾
接口定义的内部方法声明不需要用 func 来引导
在接口定义中，只有方法声明而没有方法实现

接口只有被初始化为具体的类型时才有意义。接口作为一个胶水层，起到抽象和适配的作用。没有初始化的接口变量，其默认值为nil。接口绑定具体类型的实例的过程称为接口初始化。接口变量支持两种直接初始化方法：实例赋值接口和接口变量复制接口变量。

如果具体类型实例的方法集是某个接口的方法集的超集，则称该具体类型实现了接口，可以将该具体类型的实例直接赋值给接口类型的变量，此时编译器会进行静态的类型检查。接口被初始化后，调用接口的方法就相当于调用接口绑定的具体类型的方法，这就是接口调用的语义。

接口变量赋值给接口变量为：已经初始化的接口类型变量a直接复制给另一种接口变量b。这要求b的方法集是a的方法集的子集。此时golang编译器会在编译时进行方法集静态检查，这个过程也是接口初始化的一种方式，此时接口变量b绑定的具体实例是接口变量a绑定的具体实例的副本。

接口方法调用和普通的函数调用有区别。接口方法调用的最终地址是在运行期决定的，将具体类型变量赋值给接口后，会使用具体类型的方法指针初始化接口变量，当调用接口变量的方法时，实际上是间接地调用实例的方法。接口方法调用不是一种直接的调用，有一定的运行时开销。直接调用未初始化的接口变量的方法会引起panic，例如：

 1 package main
 2 
 3 type printer interface {
 4     print()
 5 }
 6 
 7 type s struct{}
 8 
 9 func (ss s) print() {
10     println("print successfully")
11 }
12 
13 func main() {
14     var i printer // this is an interface example
15     // the following code will cause a panic
16     // i.print()
17     i = s{}   // an interface example must be inited, or it will cause panic
18     i.print() // call function print via interface example
19     var a s
20     a.print() // call function print via struct example
21 }

接口分为动态类型接口和静态类型接口。接口绑定的具体实例的类型称为接口的动态类型。接口可以绑定不同类型的实例，所以接口的动态类型是随着其绑定的不同类型实例而发生变化的。若接口被定义时，其类型就已经被确定，这个类型叫接口的静态类型。接口的静态类型在其定义时就被确定，静态类型的本质特征就是接口的方法签名集合。两个接口如果方法签名集合相同(顺序可以不同)，则这两个接口在语义上完全等价，它们之间不需要强制类型转换就可以相互赋值。原因是golang编译器校验接口是否能赋值，是比较二者的方法集，而不是看具体类型接口类型名。

[Journey with golang] 4. Interface

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