Go語言中類型與介面有什麼關係

在Go語言中，類型和介面之間有一對多和多對一的關係。一個類型可以同時實作多個接口，而接口間彼此獨立，不知道對方的實作。多個類型也可以實現相同的介面：一個介面的方法，不一定需要由一個類型完全實現，介面的方法可以透過在類型中嵌入其他類型或結構體來實現。也就是說，使用者並不關心某個介面的方法是透過一個類型完全實現的，還是透過多個結構嵌入到一個結構體中拼湊起來共同實現的。

本教學操作環境：windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

Go語言型別與介面的關係

#在Go語言中型別與介面之間有一對多與多對一的關係，以下將列舉出這些常見的概念，以方便讀者理解介面與類型在複雜環境下的實作關係。

一個型別可以實作多個接口

一個型別可以同時實作多個接口，而介接間彼此獨立，不知道對方的實作。

網路上的兩個程式透過一個雙向的通訊連線實現資料的交換，連接的一端稱為一個 Socket。 Socket 能夠同時讀取和寫入數據，這個特性與文件類似。因此，開發中把文件和 Socket 都具備的讀寫特性抽象化為獨立的讀寫器概念。

Socket 和檔案一樣，使用完畢後，也需要對資源進行釋放。

把Socket 能夠寫入資料和需要關閉的特性使用介面來描述，請參考下面的程式碼：

type Socket struct {
}
func (s *Socket) Write(p []byte) (n int, err error) {
    return 0, nil
}
func (s *Socket) Close() error {
    return nil
}

Socket 結構的Write() 方法實作了io.Writer 介面：

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

同時，Socket 結構也實作了io.Closer 介面：

type Closer interface {
    Close() error
}

使用Socket 實作的Writer 介面的程式碼，無須了解Writer 介面的實作者是否具備Closer 介面的特性。同樣，使用 Closer 接口的程式碼也不知道 Socket 已經實現了 Writer 接口，如下圖所示。

圖：介面的使用與實作過程

在程式碼中使用Socket 結構實作的Writer 介面和Closer 介面程式碼如下：

// 使用io.Writer的代码, 并不知道Socket和io.Closer的存在
func usingWriter( writer io.Writer){
    writer.Write( nil )
}
// 使用io.Closer, 并不知道Socket和io.Writer的存在
func usingCloser( closer io.Closer) {
    closer.Close()
}
func main() {
    // 实例化Socket
    s := new(Socket)
    usingWriter(s)
    usingCloser(s)
}

usingWriter () 和usingCloser() 完全獨立，互相不知道對方的存在，也不知道自己使用的介面是Socket 實現的。

多個類型可以實現相同的介面

一個介面的方法，不一定需要由一個類型完全實現，介面的方法可以透過在類型中嵌入其他類型或結構體來實現。也就是說，使用者並不關心某個介面的方法是透過一個類型完全實現的，還是透過多個結構嵌入到一個結構體中拼湊起來共同實現的。

Service 介面定義了兩個方法：一個是開啟服務的方法（Start()），一個是輸出日誌的方法（Log()）。使用GameService 結構體來實作Service，GameService 自己的結構只能實作Start() 方法，而Service 介面中的Log() 方法已經被一個能輸出日誌的日誌器（Logger）實作了，無須再進行GameService 封裝，或者重新實現一次。所以，選擇將 Logger 嵌入到 GameService 能最大程度地避免程式碼冗餘，簡化程式碼結構。詳細實作過程如下：

// 一个服务需要满足能够开启和写日志的功能
type Service interface {
    Start()  // 开启服务
    Log(string)  // 日志输出
}
// 日志器
type Logger struct {
}
// 实现Service的Log()方法
func (g *Logger) Log(l string) {
}
// 游戏服务
type GameService struct {
    Logger  // 嵌入日志器
}
// 实现Service的Start()方法
func (g *GameService) Start() {
}

程式碼說明如下：

• 第 2 行，定義服務接口，一個服務需要實作 Start() 方法和日誌方法。

• 第 8 行，定義能輸出日誌的日誌器結構。

• 第 12 行，為 Logger 新增 Log() 方法，同時實作 Service 的 Log() 方法。

• 第 17 行，定義 GameService 結構。

• 第 18 行，在 GameService 中嵌入 Logger 日誌器，以實作日誌功能。

• 第 22 行，GameService 的 Start() 方法實作了 Service 的 Start() 方法。

此時，實例化GameService，並將實例賦給Service，程式碼如下：

var s Service = new(GameService)
s.Start()
s.Log(“hello”)

s 就可以使用Start() 方法和Log() 方法，其中，Start() 由GameService 實現，Log() 方法由Logger 實作。

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