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Go語言接口的嵌套組合

Go 語言中,不僅結構體與結構體之間可以嵌套,接口與接口間也可以通過嵌套創造出新的接口。

接口與接口嵌套組合而成了新接口,只要接口的所有方法被實現,則這個接口中的所有嵌套接口的方法均可以被調用。

系統包中的接口嵌套組合

Go 語言的 io 包中定義了寫入器(Writer)、關閉器(Closer)和寫入關閉器(WriteCloser)3個接口,代碼如下:
type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

type Closer interface {
    Close() error
}

type WriteCloser interface {
    Writer
    Closer
}
代碼說明如下:
  • 第 1 行定義了寫入器(Writer),如這個接口較為常用,常用于 I/O 設備的數據寫入。
  • 第 5 行定義了關閉器(Closer),如有非托管內存資源的對象,需要用關閉的方法來實現資源釋放。
  • 第 9 行定義了寫入關閉器(WriteCloser),這個接口由 Writer 和 Closer 兩個接口嵌入。也就是說,WriteCloser 同時擁有了 Writer 和 Closer 的特性。

在代碼中使用接口嵌套組合

在代碼中使用 io.Writer、io.Closer 和 io.WriteCloser 這 3 個接口時,只需要按照接口實現的規則實現 io.Writer 接口和 io.Closer 接口即可。而 io.WriteCloser 接口在使用時,編譯器會根據接口的實現者確認它們是否同時實現了 io.Writer 和 io.Closer 接口,詳細實現代碼如下:
package main

import (
    "io"
)

// 聲明一個設備結構
type device struct {
}

// 實現io.Writer的Write()方法
func (d *device) Write(p []byte) (n int, err error) {
    return 0, nil
}

// 實現io.Closer的Close()方法
func (d *device) Close() error {
    return nil
}

func main() {

    // 聲明寫入關閉器, 并賦予device的實例
    var wc io.WriteCloser = new(device)

    // 寫入數據
    wc.Write(nil)

    // 關閉設備
    wc.Close()

    // 聲明寫入器, 并賦予device的新實例
    var writeOnly io.Writer = new(device)

    // 寫入數據
    writeOnly.Write(nil)

}
代碼說明如下:
  • 第 8 行定義了 device 結構體,用來模擬一個虛擬設備,這個結構會實現前面提到的 3 種接口。
  • 第 12 行,實現了 io.Writer 的 Write() 方法。
  • 第 17 行,實現了 io.Closer 的 Close() 方法。
  • 第 24 行,對 device 實例化,由于 device 實現了 io.WriteCloser 的所有嵌入接口,因此 device 指針就會被隱式轉換為 io.WriteCloser 接口。
  • 第 27 行,調用了 wc(io.WriteCloser接口)的 Write() 方法,由于 wc 被賦值 *device,因此最終會調用 device 的 Write() 方法。
  • 第 30 行,與 27 行類似,最終調用 device 的 Close() 方法。
  • 第 33 行,再次創建一個 device 的實例,writeOnly 是一個 io.Writer 接口,這個接口只有 Write() 方法。
  • 第 36 行,writeOnly 只能調用 Write() 方法,沒有 Close() 方法。

為了整理思路,將上面的實現、調用關系使用圖方式來展現,參見圖 1 和圖 2。

1) io.WriteCloser的實現及調用過程如圖 1 所示。


圖1:io.WriteCloser 的實現及調用過程

2) io.Writer 的實現調用過程如圖 2 所示。


圖2:io.Write 的實現及調用過程

給 io.WriteCloser 或 io.Writer 更換不同的實現者,可以動態地切換實現代碼。

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