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Go语言接口的嵌套组合

在 Go 语言中,不仅结构体与结构体之间可以嵌套,接口与接口间也可以通过嵌套创造出新的接口。

接口与接口嵌套组合而成了新接口,只要接口的所有方法被实现,则这个接口中的所有嵌套接口的方法均可以被调用。

系统包中的接口嵌套组合

Go 语言的 io 包中定义了写入器(Writer)、关闭器(Closer)和写入关闭器(WriteCloser)3个接口,代码如下:
type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

type Closer interface {
    Close() error
}

type WriteCloser interface {
    Writer
    Closer
}
代码说明如下:
  • 第 1 行定义了写入器(Writer),如这个接口较为常用,常用于 I/O 设备的数据写入。
  • 第 5 行定义了关闭器(Closer),如有非托管内存资源的对象,需要用关闭的方法来实现资源释放。
  • 第 9 行定义了写入关闭器(WriteCloser),这个接口由 Writer 和 Closer 两个接口嵌入。也就是说,WriteCloser 同时拥有了 Writer 和 Closer 的特性。

在代码中使用接口嵌套组合

在代码中使用 io.Writer、io.Closer 和 io.WriteCloser 这 3 个接口时,只需要按照接口实现的规则实现 io.Writer 接口和 io.Closer 接口即可。而 io.WriteCloser 接口在使用时,编译器会根据接口的实现者确认它们是否同时实现了 io.Writer 和 io.Closer 接口,详细实现代码如下:
package main

import (
    "io"
)

// 声明一个设备结构
type device struct {
}

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

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

func main() {

    // 声明写入关闭器, 并赋予device的实例
    var wc io.WriteCloser = new(device)

    // 写入数据
    wc.Write(nil)

    // 关闭设备
    wc.Close()

    // 声明写入器, 并赋予device的新实例
    var writeOnly io.Writer = new(device)

    // 写入数据
    writeOnly.Write(nil)

}
代码说明如下:
  • 第 8 行定义了 device 结构体,用来模拟一个虚拟设备,这个结构会实现前面提到的 3 种接口。
  • 第 12 行,实现了 io.Writer 的 Write() 方法。
  • 第 17 行,实现了 io.Closer 的 Close() 方法。
  • 第 24 行,对 device 实例化,由于 device 实现了 io.WriteCloser 的所有嵌入接口,因此 device 指针就会被隐式转换为 io.WriteCloser 接口。
  • 第 27 行,调用了 wc(io.WriteCloser接口)的 Write() 方法,由于 wc 被赋值 *device,因此最终会调用 device 的 Write() 方法。
  • 第 30 行,与 27 行类似,最终调用 device 的 Close() 方法。
  • 第 33 行,再次创建一个 device 的实例,writeOnly 是一个 io.Writer 接口,这个接口只有 Write() 方法。
  • 第 36 行,writeOnly 只能调用 Write() 方法,没有 Close() 方法。

为了整理思路,将上面的实现、调用关系使用图方式来展现,参见图 1 和图 2。

1) io.WriteCloser的实现及调用过程如图 1 所示。


图1:io.WriteCloser 的实现及调用过程

2) io.Writer 的实现调用过程如图 2 所示。


图2:io.Write 的实现及调用过程

给 io.WriteCloser 或 io.Writer 更换不同的实现者,可以动态地切换实现代码。