概述

在 Go 語(yǔ)言中，如果一個(gè)結(jié)構(gòu)體和一個(gè)嵌入字段同時(shí)實(shí)現(xiàn)了相同的接口會(huì)發(fā)生什么呢？我們猜一下，可能有兩個(gè)問(wèn)題：

1.編譯器會(huì)因?yàn)槲覀兺瑫r(shí)有兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)而報(bào)錯(cuò)嗎？
2.如果編譯器接受這樣的定義，那么當(dāng)接口調(diào)用時(shí)編譯器要怎么確定該使用哪個(gè)實(shí)現(xiàn)？

在寫了一些測(cè)試代碼并認(rèn)真深入的讀了一下標(biāo)準(zhǔn)之后，我發(fā)現(xiàn)了一些有意思的東西，而且覺(jué)得很有必要分享出來(lái)，那么讓我們先從 Go 語(yǔ)言中的方法開(kāi)始說(shuō)起。

方法

Go 語(yǔ)言中同時(shí)有函數(shù)和方法。一個(gè)方法就是一個(gè)包含了接受者的函數(shù)，接受者可以是命名類型或者結(jié)構(gòu)體類型的一個(gè)值或者是一個(gè)指針。所有給定類型的方法屬于該類型的方法集。

下面定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型和該類型的一個(gè)方法：

首先我們定義了一個(gè)叫做 User 的結(jié)構(gòu)體類型，然后定義了一個(gè)該類型的方法叫做 Notify，該方法的接受者是一個(gè) User 類型的值。要調(diào)用 Notify 方法我們需要一個(gè) User 類型的值或者指針：

在這個(gè)例子中當(dāng)我們使用指針時(shí)，Go 調(diào)整和解引用指針使得調(diào)用可以被執(zhí)行。注意，當(dāng)接受者不是一個(gè)指針時(shí)，該方法操作對(duì)應(yīng)接受者的值的副本(意思就是即使你使用了指針調(diào)用函數(shù)，但是函數(shù)的接受者是值類型，所以函數(shù)內(nèi)部操作還是對(duì)副本的操作，而不是指針操作，參見(jiàn)：http://play.golang.org/p/DBhWU0p1Pv)。

我們可以修改 Notify 方法，讓它的接受者使用指針類型：

再來(lái)一次之前的調(diào)用(注意：當(dāng)接受者是指針時(shí)，即使用值類型調(diào)用那么函數(shù)內(nèi)部也是對(duì)指針的操作，參見(jiàn)：http://play.golang.org/p/SYBb4xPfPh)：

如果你不清楚到底什么時(shí)候該使用值，什么時(shí)候該使用指針作為接受者，你可以去看一下這篇介紹。這篇文章同時(shí)還包含了社區(qū)約定的接受者該如何命名。

接口

Go 語(yǔ)言中的接口很特別，而且提供了難以置信的一系列靈活性和抽象性。它們指定一個(gè)特定類型的值和指針表現(xiàn)為特定的方式。從語(yǔ)言角度看，接口是一種類型，它指定一個(gè)方法集，所有方法為接口類型就被認(rèn)為是該接口。

下面定義一個(gè)接口：

我們定義了一個(gè)叫做 Notifier 的接口并包含一個(gè) Notify 方法。當(dāng)一個(gè)接口只包含一個(gè)方法時(shí)，按照 Go 語(yǔ)言的約定命名該接口時(shí)添加 -er 后綴。這個(gè)約定很有用，特別是接口和方法具有相同名字和意義的時(shí)候。

我們可以在接口中定義盡可能多的方法，不過(guò)在 Go 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，你很難找到一個(gè)接口包含兩個(gè)以上的方法。

實(shí)現(xiàn)接口

當(dāng)涉及到我們?cè)撛趺醋屛覀兊念愋蛯?shí)現(xiàn)接口時(shí)，Go 語(yǔ)言是特別的一個(gè)。Go 語(yǔ)言不需要我們顯式的實(shí)現(xiàn)類型的接口。如果一個(gè)接口里的所有方法都被我們的類型實(shí)現(xiàn)了，那么我們就說(shuō)該類型實(shí)現(xiàn)了該接口。

讓我們繼續(xù)之前的例子，定義一個(gè)函數(shù)來(lái)接受任意一個(gè)實(shí)現(xiàn)了接口 Notifier 的類型的值或者指針：

SendNotification 函數(shù)調(diào)用 Notify 方法，這個(gè)方法被傳入函數(shù)的一個(gè)值或者指針實(shí)現(xiàn)。這樣一來(lái)一個(gè)函數(shù)就可以被用來(lái)執(zhí)行任意一個(gè)實(shí)現(xiàn)了該接口的值或者指針的指定的行為。

用我們的 User 類型來(lái)實(shí)現(xiàn)該接口并且傳入一個(gè) User 類型的值來(lái)調(diào)用 SendNotification 方法：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/KG8-Qb7gqM

為什么編譯器不考慮我們的值是實(shí)現(xiàn)該接口的類型？接口的調(diào)用規(guī)則是建立在這些方法的接受者和接口如何被調(diào)用的基礎(chǔ)上。下面的是語(yǔ)言規(guī)范里定義的規(guī)則，這些規(guī)則用來(lái)說(shuō)明是否我們一個(gè)類型的值或者指針實(shí)現(xiàn)了該接口：

1.類型 *T 的可調(diào)用方法集包含接受者為 *T 或 T 的所有方法集

這條規(guī)則說(shuō)的是如果我們用來(lái)調(diào)用特定接口方法的接口變量是一個(gè)指針類型，那么方法的接受者可以是值類型也可以是指針類型。顯然我們的例子不符合該規(guī)則，因?yàn)槲覀儌魅?SendNotification 函數(shù)的接口變量是一個(gè)值類型。

1.類型 T 的可調(diào)用方法集包含接受者為 T 的所有方法

這條規(guī)則說(shuō)的是如果我們用來(lái)調(diào)用特定接口方法的接口變量是一個(gè)值類型，那么方法的接受者必須也是值類型該方法才可以被調(diào)用。顯然我們的例子也不符合這條規(guī)則，因?yàn)槲覀?Notify 方法的接受者是一個(gè)指針類型。

語(yǔ)言規(guī)范里只有這兩條規(guī)則，我通過(guò)這兩條規(guī)則得出了符合我們例子的規(guī)則：

1.類型 T 的可調(diào)用方法集不包含接受者為 *T 的方法

我們碰巧趕上了我推斷出的這條規(guī)則，所以編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。Notify 方法使用指針類型作為接受者而我們卻通過(guò)值類型來(lái)調(diào)用該方法。解決辦法也很簡(jiǎn)單，我們只需要傳入 User 值的地址到 SendNotification 函數(shù)就好了：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/kEKzyTfLjA

嵌入類型

結(jié)構(gòu)體類型可以包含匿名或者嵌入字段。也叫做嵌入一個(gè)類型。當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型到結(jié)構(gòu)體中時(shí)，該類型的名字充當(dāng)了嵌入字段的字段名。

下面定義一個(gè)新的類型然后把我們的 User 類型嵌入進(jìn)去：

我們定義了一個(gè)新類型 Admin 然后把 User 類型嵌入進(jìn)去，注意這個(gè)不叫繼承而叫組合。 User 類型跟 Admin 類型沒(méi)有關(guān)系。

我們來(lái)改變一下 main 函數(shù)，創(chuàng)建一個(gè) Admin 類型的變量并把變量的地址傳入 SendNotification 函數(shù)中：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/ivzzzk78TC

事實(shí)證明，我們可以 Admin 類型的一個(gè)指針來(lái)調(diào)用 SendNotification 函數(shù)。現(xiàn)在 Admin 類型也通過(guò)來(lái)自嵌入的 User 類型的方法提升實(shí)現(xiàn)了該接口。

如果 Admin 類型包含了 User 類型的字段和方法，那么它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)體中的關(guān)系是怎么樣的呢？

當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型，這個(gè)類型的方法就變成了外部類型的方法，但是當(dāng)它被調(diào)用時(shí)，方法的接受者是內(nèi)部類型(嵌入類型)，而非外部類型。— Effective Go

因此嵌入類型的名字充當(dāng)著字段名，同時(shí)嵌入類型作為內(nèi)部類型存在，我們可以使用下面的調(diào)用方法：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/0WL_5Q6mao

這兒我們通過(guò)類型名稱來(lái)訪問(wèn)內(nèi)部類型的字段和方法。然而，這些字段和方法也同樣被提升到了外部類型：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/2snaaJojRo

所以通過(guò)外部類型來(lái)調(diào)用 Notify 方法，本質(zhì)上是內(nèi)部類型的方法。

下面是 Go 語(yǔ)言中內(nèi)部類型方法集提升的規(guī)則：

給定一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 S 和一個(gè)命名為 T 的類型，方法提升像下面規(guī)定的這樣被包含在結(jié)構(gòu)體方法集中：

1.如果 S 包含一個(gè)匿名字段 T，S 和 *S 的方法集都包含接受者為 T 的方法提升。

這條規(guī)則說(shuō)的是當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型，嵌入類型的接受者為值類型的方法將被提升，可以被外部類型的值和指針調(diào)用。

1.對(duì)于 *S 類型的方法集包含接受者為 *T 的方法提升

這條規(guī)則說(shuō)的是當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型，可以被外部類型的指針調(diào)用的方法集只有嵌入類型的接受者為指針類型的方法集，也就是說(shuō)，當(dāng)外部類型使用指針調(diào)用內(nèi)部類型的方法時(shí)，只有接受者為指針類型的內(nèi)部類型方法集將被提升。

1.如果 S 包含一個(gè)匿名字段 *T，S 和 *S 的方法集都包含接受者為 T 或者 *T 的方法提升

這條規(guī)則說(shuō)的是當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型的指針，嵌入類型的接受者為值類型或指針類型的方法將被提升，可以被外部類型的值或者指針調(diào)用。

這就是語(yǔ)言規(guī)范里方法提升中僅有的三條規(guī)則，我根據(jù)這個(gè)推導(dǎo)出一條規(guī)則：

1.如果 S 包含一個(gè)匿名字段 T，S 的方法集不包含接受者為 *T 的方法提升。

這條規(guī)則說(shuō)的是當(dāng)我們嵌入一個(gè)類型，嵌入類型的接受者為指針的方法將不能被外部類型的值訪問(wèn)。這也是跟我們上面陳述的接口規(guī)則一致。

回答開(kāi)頭的問(wèn)題

現(xiàn)在我們可以寫程序來(lái)回答開(kāi)頭提出的兩個(gè)問(wèn)題了，首先我們讓 Admin 類型實(shí)現(xiàn) Notifier 接口：

Admin 類型實(shí)現(xiàn)的接口顯示一條 admin 方面的信息。當(dāng)我們使用 Admin 類型的指針去調(diào)用函數(shù) SendNotification 時(shí)，這將幫助我們確定到底是哪個(gè)接口實(shí)現(xiàn)被調(diào)用了。

現(xiàn)在創(chuàng)建一個(gè) Admin 類型的值并把它的地址傳入 SendNotification 函數(shù)，來(lái)看看發(fā)生了什么：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/JGhFaJnGpS

預(yù)料之中，Admin 類型的接口實(shí)現(xiàn)被 SendNotification 函數(shù)調(diào)用。現(xiàn)在我們用外部類型來(lái)調(diào)用 Notify 方法會(huì)發(fā)生什么呢：

詳細(xì)代碼：http://play.golang.org/p/EGqK6DwBOi

我們得到了 Admin 類型的接口實(shí)現(xiàn)的輸出。User 類型的接口實(shí)現(xiàn)不被提升到外部類型了。

現(xiàn)在我們有了足夠的依據(jù)來(lái)回答問(wèn)題了：

1.編譯器會(huì)因?yàn)槲覀兺瑫r(shí)有兩個(gè)接口實(shí)現(xiàn)而報(bào)錯(cuò)嗎？

不會(huì)，因?yàn)楫?dāng)我們使用嵌入類型時(shí)，類型名充當(dāng)了字段名。嵌入類型作為結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部類型包含了自己的字段和方法，且具有唯一的名字。所以我們可以有同一接口的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)和外部實(shí)現(xiàn)。

1.如果編譯器接受這樣的定義，那么當(dāng)接口調(diào)用時(shí)編譯器要怎么確定該使用哪個(gè)實(shí)現(xiàn)？

如果外部類型包含了符合要求的接口實(shí)現(xiàn)，它將會(huì)被使用。否則，通過(guò)方法提升，任何內(nèi)部類型的接口實(shí)現(xiàn)可以直接被外部類型使用。

總結(jié)

在 Go 語(yǔ)言中，方法，接口和嵌入類型一起工作方式是獨(dú)一無(wú)二的。這些特性可以幫助我們像面向?qū)ο竽菢咏M織結(jié)構(gòu)然后達(dá)到同樣的目的，并且沒(méi)有其它復(fù)雜的東西。用本文中談到的語(yǔ)言特色，我們可以以極少的代碼來(lái)構(gòu)建抽象和可伸縮性的框架。