在 Go 語言中，我為什么使用接口

強調(diào)一下是我個人的見解以及接口在 Go 語言中的意義。

如果您寫代碼已經(jīng)有了一段時間，我可能不需要過多解釋接口所帶來的好處，但是在深入探討 Go 語言中的接口前，我想花一兩分鐘先來簡單介紹一下接口。如果您對接口很熟悉，請先跳過下面這段。

接口的簡單介紹

在任一編程語言中，接口——方法或行為的集合，在功能和該功能的使用者之間構(gòu)建了一層薄薄的抽象層。在使用接口時，并不需要了解底層函數(shù)是如何實現(xiàn)的，因為接口隔離了各個部分（劃重點）。

跟不使用接口相比，使用接口的最大好處就是可以使代碼變得簡潔。例如，您可以創(chuàng)建多個組件，通過接口讓它們以統(tǒng)一的方式交互，盡管這些組件的底層實現(xiàn)差異很大。這樣就可以在編譯甚至運行的時候動態(tài)替換這些組件。

用 Go 的 io.Reader 接口舉個例子。io.Reader 接口的所有實現(xiàn)都有 Read(p []byte) (n int, err error) 函數(shù)。使用 io.Reader 接口的使用者不需要知道使用這個 Read 函數(shù)的時候那些字節(jié)從何而來。

具體到 Go 語言

在我使用 Go 語言的過程中，與我使用過的其他任何編程語言相比，我經(jīng)常發(fā)現(xiàn)其他的、不那么明顯的使用接口的原因。今天，我將介紹一個很普遍的，也是我遇到了很多次的使用接口的原因。

Go 語言沒有構(gòu)造函數(shù)

很多編程語言都有構(gòu)造函數(shù)。構(gòu)造函數(shù)是定義自定義類型（即 OO 語言中的類）時使用的一種建立對象的方法，它可以確保必須執(zhí)行的任何初始化邏輯均已執(zhí)行。

例如，假設(shè)所有 widgets 都必須有一個不變的，系統(tǒng)分配的標(biāo)識符。在 Java 中，這很容易實現(xiàn)：

package?io.krancour.widget;

import?java.util.UUID;

public?class?Widget?{

????private?String?id;

????//?使用構(gòu)造函數(shù)初始化
????public?Widget()?{
????????id?=?UUID.randomUUID().toString();
????}

????public?String?getId()?{
????????return?id;
????}
}

class?App?{
????public?static?void?main(?String[]?args?){
????????Widget?w?=?new?Widget();
????????System.out.println(w.getId());
????}
}

從上面這個例子可以看到，沒有執(zhí)行初始化邏輯就無法實例化一個新的 Widget 。

但是 Go 語言沒有此功能。:(

在 Go 語言中，可以直接實例化一個自定義類型。

定義一個 Widget 類型：

package?widgets

type?Widget?struct?{
????id?string
}

func?(w?Widget)?ID()?string?{
????return?w.id
}

可以像這樣實例化和使用一個 widget：

package?main

import?(
????"fmt"
????"github.com/krancour/widgets"
)

func?main()?{
????w?:=?widgets.Widget{}
????fmt.Println(w.ID())
}

如果運行此示例，那么（也許）意料之中的結(jié)果是，打印出的 ID 是空字符串，因為它從未被初始化，而空字符串是字符串的“零值”。我們可以在 widgets 包中添加一個類似于構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)來處理初始化：

package?widgets

import?uuid?"github.com/satori/go.uuid"

type?Widget?struct?{
????id?string
}

func?NewWidget()?Widget?{
????return?Widget{
????????id:?uuid.NewV4().String(),
????}
}

func?(w?Widget)?ID()?string?{
????return?w.id
}

然后我們簡單地修改 main 來使用這個類似于構(gòu)造函數(shù)的新函數(shù)：

package?main

import?(
????"fmt"
????"github.com/krancour/widgets"
)

func?main()?{
????w?:=?widgets.NewWidget()
????fmt.Println(w.ID())
}

執(zhí)行該程序，我們得到了想要的結(jié)果。

但是仍然存在一個嚴(yán)重問題！我們的 widgets 包沒有強制用戶在初始一個 widget 的時候使用我們的構(gòu)造函數(shù)。

變量私有化

首先我們嘗試把自定義類型的變量私有化，以此來強制用戶使用我們規(guī)定的構(gòu)造函數(shù)來初始化 widget。在 Go 語言中，類型名、函數(shù)名的首字母是否大寫決定它們是否可被其他包訪問。名稱首字母大寫的可被訪問（也就是 public ），而名稱首字母小寫的不可被訪問（也就是 private ）。所以我們把類型 Widget 改為類型 widget ：

package?widgets

import?uuid?"github.com/satori/go.uuid"

type?widget?struct?{
????id?string
}

func?NewWidget()?widget?{
????return?widget{
????????id:?uuid.NewV4().String(),
????}
}

func?(w?widget)?ID()?string?{
????return?w.id
}

我們的 main 代碼保持不變，這次我們得到了一個 ID 。這比我們想要的要近了一步，但是我們在此過程中犯了一個不太明顯的錯誤。類似于構(gòu)造函數(shù)的 NewWidget 函數(shù)返回了一個私有的實例。盡管編譯器對此不會報錯，但這是一種不好的做法，下面是原因解釋。

在 Go 語言中，**包是復(fù)用的基本單位。其他語言中的類**是復(fù)用的基本單位。如前所述，任何無法被外部訪問的內(nèi)容實質(zhì)上都是“包私有”，是該包的內(nèi)部實現(xiàn)細節(jié)，對于使用這個包的使用者來說不重要。因此，Go 的文檔生成工具 godoc 不會為私有的函數(shù)、類型等生成文檔。

當(dāng)一個公開的構(gòu)造函數(shù)返回一個私有的 widget 實例，實際上就陷入了一條死胡同。調(diào)用這個函數(shù)的人哪怕有這個實例，也絕對在文檔里找不到任何關(guān)于這個實例類型的描述，也更不知道 ID() 這個函數(shù)。Go 社區(qū)非常重視文檔，所以這樣做是不會被接受的。

輪到接口上場了

回顧一下，到目前為止，我們寫了一個類似于構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)來解決 Go 語言缺乏構(gòu)造函數(shù)的問題，但是為了確保人們用該函數(shù)而不是直接實例化 Widget ，我們更改了該類型的可見性——將其重命名為 widget，即私有化了。雖然編譯器不會報錯，但是文檔中不會出現(xiàn)對這個私有類型的描述。不過，我們距離想要的目標(biāo)還近了一步。接下來就要使用接口來完成后續(xù)的了。

通過創(chuàng)建一個**可被訪問的**、widget 類型可以實現(xiàn)的接口，我們的構(gòu)造函數(shù)可以返回一個公開的類型實例，并且會顯示在 godoc 文檔中。同時，這個接口的底層實現(xiàn)依然是私有的，使用者無法直接創(chuàng)建一個實例。

package?widgets

import?uuid?"github.com/satori/go.uuid"

//?Widget?is?a?...
type?Widget?interface?{
????//?ID?返回這個?widget?的唯一標(biāo)識符
????ID()?string
}

type?widget?struct?{
????id?string
}

//?NewWidget()?返回一個新的?Widget?實例
func?NewWidget()?Widget?{
????return?widget{
????????id:?uuid.NewV4().String(),
????}
}

func?(w?widget)?ID()?string?{
????return?w.id
}

總結(jié)

我希望我已經(jīng)充分地闡述了 Go 語言的這一特質(zhì)——構(gòu)造函數(shù)的缺失反而促進了接口的使用。

在我的下一篇文章中，我將介紹一種幾乎與之相反的場景——在其他語言中要使用接口但是在 Go 語言中卻不必。

via: https://medium.com/@kent.rancourt/go-pointers-why-i-use-interfaces-in-go-338ae0bdc9e4

作者：Kent Rancourt^[1]譯者：zhiyu-tracy-yang^[2]校對：polaris1119^[3]

本文由 GCTT^[4] 原創(chuàng)編譯，Go 中文網(wǎng)^[5] 榮譽推出

參考資料