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Go语言类型与接口的关系

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在Go语言中类型和接口之间有一对多和多对一的关系，下面将列举出这些常见的概念，以方便读者理解接口与类型在复杂环境下的实现关系。

一个类型可以实现多个接口

一个类型可以同时实现多个接口，而接口间彼此独立，不知道对方的实现。

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，连接的一端称为一个 Socket。Socket 能够同时读取和写入数据，这个特性与文件类似。因此，开发中把文件和 Socket 都具备的读写特性抽象为独立的读写器概念。

Socket 和文件一样，在使用完毕后，也需要对资源进行释放。

把 Socket 能够写入数据和需要关闭的特性使用接口来描述，请参考下面的代码： 
  1. type Socket struct {
  2. }
  3.  
  4. func (s *Socket) Write(p []byte) (n int, err error) {
  5.     return 0, nil
  6. }
  7.  
  8. func (s *Socket) Close() error {
  9.     return nil
  10. }
Socket 结构的 Write() 方法实现了 io.Writer 接口： 
  1. type Writer interface {
  2.     Write(p []byte) (n int, err error)
  3. }
同时，Socket 结构也实现了 io.Closer 接口： 
  1. type Closer interface {
  2.     Close() error
  3. }
使用 Socket 实现的 Writer 接口的代码，无须了解 Writer 接口的实现者是否具备 Closer 接口的特性。同样，使用 Closer 接口的代码也并不知道 Socket 已经实现了 Writer 接口，如下图所示。


图：接口的使用和实现过程

在代码中使用 Socket 结构实现的 Writer 接口和 Closer 接口代码如下： 
  1. // 使用io.Writer的代码, 并不知道Socket和io.Closer的存在
  2. func usingWriter( writer io.Writer){
  3.     writer.Write( nil )
  4. }
  5.  
  6. // 使用io.Closer, 并不知道Socket和io.Writer的存在
  7. func usingCloser( closer io.Closer) {
  8.     closer.Close()
  9. }
  10.  
  11. func main() {
  12.  
  13.     // 实例化Socket
  14.     s := new(Socket)
  15.  
  16.     usingWriter(s)
  17.  
  18.     usingCloser(s)
  19. }
usingWriter() 和 usingCloser() 完全独立，互相不知道对方的存在，也不知道自己使用的接口是 Socket 实现的。

多个类型可以实现相同的接口

一个接口的方法，不一定需要由一个类型完全实现，接口的方法可以通过在类型中嵌入其他类型或者结构体来实现。也就是说，使用者并不关心某个接口的方法是通过一个类型完全实现的，还是通过多个结构嵌入到一个结构体中拼凑起来共同实现的。

Service 接口定义了两个方法：一个是开启服务的方法（Start()），一个是输出日志的方法（Log()）。使用 GameService 结构体来实现 Service，GameService 自己的结构只能实现 Start() 方法，而 Service 接口中的 Log() 方法已经被一个能输出日志的日志器（Logger）实现了，无须再进行 GameService 封装，或者重新实现一遍。所以，选择将 Logger 嵌入到 GameService 能最大程度地避免代码冗余，简化代码结构。详细实现过程如下： 
  1. // 一个服务需要满足能够开启和写日志的功能
  2. type Service interface {
  3.     Start()  // 开启服务
  4.     Log(string)  // 日志输出
  5. }
  6.  
  7. // 日志器
  8. type Logger struct {
  9. }
  10.  
  11. // 实现Service的Log()方法
  12. func (g *Logger) Log(l string) {
  13.  
  14. }
  15.  
  16. // 游戏服务
  17. type GameService struct {
  18.     Logger  // 嵌入日志器
  19. }
  20.  
  21. // 实现Service的Start()方法
  22. func (g *GameService) Start() {
  23. }
代码说明如下：
  • 第 2 行，定义服务接口，一个服务需要实现 Start() 方法和日志方法。
  • 第 8 行，定义能输出日志的日志器结构。
  • 第 12 行，为 Logger 添加 Log() 方法，同时实现 Service 的 Log() 方法。
  • 第 17 行，定义 GameService 结构。
  • 第 18 行，在 GameService 中嵌入 Logger 日志器，以实现日志功能。
  • 第 22 行，GameService 的 Start() 方法实现了 Service 的 Start() 方法。

此时，实例化 GameService，并将实例赋给 Service，代码如下： 
  1. var s Service = new(GameService)
  2. s.Start()
  3. s.Log(“hello”)
s 就可以使用 Start() 方法和 Log() 方法，其中，Start() 由 GameService 实现，Log() 方法由 Logger 实现。
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