答讀者問(wèn)：為什么 Go 里面不能把任意切片轉(zhuǎn)換為 []interface{} ？

本文來(lái)源于一個(gè)朋友的提問(wèn)。

數(shù)組怎么樣展開(kāi)？

問(wèn)題描述比較模糊，進(jìn)一步溝通之后得知，他需要的是將一個(gè)數(shù)組（其實(shí)是切片）展開(kāi)，來(lái)作為函數(shù)的可變參數(shù)。

可變參數(shù)

關(guān)于可變參數(shù)，之前在這里（函數(shù)簽名部分）介紹過(guò)?？紤]到那篇文章內(nèi)容比較多，這里再介紹一下。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可變參數(shù)就是函數(shù)里以 x ...T 這種形式聲明的參數(shù)。舉例說(shuō) f(s ...int)，參數(shù) s 接受零到多個(gè) int 型的參數(shù)，可以像這樣調(diào)用 f(a, b, c) （a，b，c 都是 int 型的值）。逐個(gè)傳入的參數(shù)（實(shí)參）會(huì)裝包成一個(gè)切片 s，傳遞給函數(shù)。

從函數(shù)內(nèi)部的角度，這跟 f(s []int) 是等價(jià)的。而從調(diào)用方的角度看則有差別：可變參數(shù)接受多個(gè) int 型參數(shù)，而后者只能接受一個(gè) []int 類(lèi)型參數(shù)。

如果有多個(gè)同類(lèi)型參數(shù)，遇到第二種函數(shù)定義（參數(shù)類(lèi)型是切片），就只能自己先創(chuàng)建一個(gè)切片，再直接傳遞切片。不過(guò)相信你也明白了，可變參數(shù)不過(guò)是把創(chuàng)建切片過(guò)程省略的語(yǔ)法糖：

//?函數(shù)簽名：f(s []int)
a?:=?[]int{x,?y,?z}
f(a)

反過(guò)來(lái)，有一個(gè) []int 變量 b ，需要傳遞給可變參數(shù)怎么辦？難道要 f(b[0], b[1], b[2]) 這樣一個(gè)個(gè)用下標(biāo)訪(fǎng)問(wèn)？如果切片很長(zhǎng)，又或者直接不確定長(zhǎng)度怎么辦？

在其它語(yǔ)言，例如 Python 里，對(duì)于可迭代類(lèi)型對(duì)象（Iterator Types），可以用裝包和拆包（解包）解決這個(gè)問(wèn)題，使用上非常靈活。

Go （看起來(lái)）也可以解包：

//?函數(shù)簽名：f(s ...int)
f(b...)

注意 ... 的位置，聲明時(shí)在前，調(diào)用時(shí)在后。

但，這是一個(gè)假的解包。這只是又一個(gè)語(yǔ)法糖，背后把 b 直接賦值給 s 。把 b 拆分成逐個(gè)參數(shù)傳遞，然后重新打包成切片 s 這件事，根本沒(méi)有發(fā)生。

你以為的解包：

（圖中的細(xì)箭頭表示指針，粗箭頭表示拷貝）

或者至少是這樣的：

其實(shí)是這樣的：

切片是引用類(lèi)型，變量本身保存的是頭信息（元數(shù)據(jù)），里面有一個(gè)指向底層數(shù)組的指針，元素?cái)?shù)據(jù)保存在數(shù)組里。在賦值和傳參時(shí)，拷貝的只是切片頭（slice header），底層數(shù)組并不會(huì)遞歸拷貝。新舊切片共享同一個(gè)底層數(shù)組。

... 只是表示 b 是一組參數(shù)，而不是一個(gè)參數(shù)。如果缺少 ... ，直接 f(b) ，會(huì)把 b 直接當(dāng)成一個(gè)參數(shù)（也就是 s 切片的一個(gè)元素），參數(shù)的 []int 類(lèi)型和元素的 int 不匹配。

好消息是，沒(méi)有額外開(kāi)銷(xiāo)。壞消息是，因此使用上多了很多限制。

• b 必須是相同類(lèi)型的切片。[]string 傳遞給 []int 固然不行；因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)解包后重新裝包，數(shù)組傳遞給切片也不行。
• ... （姑且還是叫解包）不能跟其它參數(shù)或者其它解包參數(shù)一起使用。f(x, b...) 或者 f(b..., c...) 都會(huì)報(bào)錯(cuò)。因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)解包后重新裝包，元素 x 和切片 b ，或者b 和 c 兩個(gè)切片，都不會(huì)組成一個(gè)新切片。
• 修改 s 的元素，會(huì)影響到 b 。（因?yàn)樗鼈児蚕硪粋€(gè)底層數(shù)組）

類(lèi)型轉(zhuǎn)換

由于沒(méi)有看到具體代碼，根據(jù)對(duì)方的描述，猜測(cè)問(wèn)題出在沒(méi)有理解『偽解包』上。所以我對(duì)這部分進(jìn)行了解釋。

然而問(wèn)題并沒(méi)有解決，第二天提問(wèn)者又來(lái)了。

這次提問(wèn)者給了更詳細(xì)的信息。

他需要調(diào)用 gorm 包的 Having 方法，方法簽名是：

func?(s?*DB)?Having(query?interface{},?values?...interface{})?*DB

看起來(lái)跟我的猜測(cè)差不多。還有什么該注意的我忘了說(shuō)？

我正想要代碼和具體的報(bào)錯(cuò)信息，對(duì)方說(shuō)了一句：

為什么 []string 不能轉(zhuǎn)為 []interface{}？

我一下子明白了問(wèn)題所在：解包的實(shí)參是一個(gè) []string 而不是 []interface{} 。

如果是多個(gè) string 變量作為 values 參數(shù)，反而沒(méi)有問(wèn)題。但是把 []string 解包，就報(bào)錯(cuò)了。

當(dāng)然，提問(wèn)者自己也意識(shí)到問(wèn)題出在這里了，只是不明白原因。而我過(guò)分關(guān)注可變參數(shù)，忘了留意類(lèi)型。

這個(gè)現(xiàn)象很容易重現(xiàn)，完全沒(méi)必要用到 gorm 包。下面的代碼就報(bào)同樣的錯(cuò)誤：

package?main

import?(
????"fmt"
)

func?main()?{
????fmt.Print("this",?1,?"is",?"fine")

????ifaces?:=?[]interface{}{1,?"good",?"case",?"here"}
????//?OK
????fmt.Print(ifaces...)

????strs?:=?[]string{"bad",?"case",?"here"}
????//?cannot?use?strs?(variable?of?type?[]string)?as?[]interface{}?value?in?argument?to?fmt.Print
????fmt.Print(strs...)

????ifaces2?:=?make([]interface{},?0)
????for?_,?str?:=?range?strs?{
????????ifaces2?=?append(ifaces2,?str)
????}
????//?OK?now
????fmt.Print(ifaces2...)
}

注意是 fmt.Print(...interface{}) ，內(nèi)置函數(shù) print(...Type) ?的原理不在今天的討論范圍。

當(dāng)然理解可變參數(shù)也很必要。我們還是需要先理解（偽）解包，知道解包的背后是直接傳遞切片。如果是語(yǔ)言做了真實(shí)的解包和重新裝包，這個(gè)問(wèn)題也就不存在了（見(jiàn) ifaces2 部分代碼）。

一旦了解這些，提問(wèn)者很自然地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題變成了：既然任意類(lèi)型都可以轉(zhuǎn)換為空接口 interface{}，為什么 []string （或者任意別的類(lèi)型的切片）不能轉(zhuǎn)為空接口切片 []interface{}？

是的，不可以。其它強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言也不可以。其它容器也不可以。

簡(jiǎn)單粗暴的結(jié)論就是：

• 子類(lèi)型變量可以向父類(lèi)型變量轉(zhuǎn)換；但存放子類(lèi)型的容器跟存放父類(lèi)型的容器沒(méi)有關(guān)系，不能轉(zhuǎn)換。（為了方便理解，父子類(lèi)型借用的 Java 的概念，Go 沒(méi)有繼承機(jī)制。）

• Go 里面沒(méi)有繼承，只有接口和實(shí)現(xiàn)；同時(shí)（暫時(shí)）沒(méi)有泛型，只有內(nèi)置派生類(lèi)型（slice, map, chan 等）可以指定元素的類(lèi)型。Go 版本的表述是，即使類(lèi)型 T 滿(mǎn)足接口 I，各自的派生類(lèi)型也沒(méi)有任何關(guān)系（例如 []T 和 []I）。

在 Java 里，Integer 是 Number 的子類(lèi)，ArrayList 是 List 的子類(lèi)。但是，List 跟 List 沒(méi)有繼承關(guān)系，不能轉(zhuǎn)換，只能創(chuàng)建新容器，然后拷貝元素。

對(duì)應(yīng)到 Go 里，string 滿(mǎn)足 interface{} ，string 變量可以轉(zhuǎn)換為 interface{} 變量；但對(duì)應(yīng)的切片 []string 卻不能轉(zhuǎn)換為 []interface{} 。map 和 chan 同理。

原因

設(shè)計(jì)成這樣的理由，稍微解釋就很容易理解。

無(wú)論 Java 的類(lèi)繼承和接口實(shí)現(xiàn)，還是 Go 的鴨子類(lèi)型接口，都是為了實(shí)現(xiàn)多態(tài)。

關(guān)于多態(tài)（特別是不同語(yǔ)言下的多態(tài)）這里不展開(kāi)。一句話(huà)來(lái)形容的話(huà)，Java 的多態(tài)是『代父從軍』，『龍生九子，各有不同』；Go 的多態(tài)則是『如果它跑起來(lái)像鴨子，叫起來(lái)像鴨子，那它就是一只鴨子』，但是每一只『鴨子』可以有自己不同的行為。

具體的實(shí)現(xiàn)只要滿(mǎn)足相同的約束，就可以賦值給上層抽象類(lèi)型（父類(lèi)型或者接口），當(dāng)作該類(lèi)型使用；與此同時(shí)，不同的實(shí)現(xiàn)有不同的行為。調(diào)用代碼只需要認(rèn)準(zhǔn)上層類(lèi)型的約束，不必關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)的行為，達(dá)到調(diào)用和實(shí)現(xiàn)的松耦合。這樣可以做到在不修改調(diào)用的情況下，替換掉具體實(shí)現(xiàn)。

Integer 完全可以當(dāng)作 Number 使用，因?yàn)?Number 有的行為 Integer 都有；日后也可以根據(jù)需要替換成 Float 或者 Double。ArrayList 和 List 也類(lèi)似（注意，T 是同一個(gè)類(lèi)型）。Go 的空接口 interface{} 對(duì)類(lèi)型沒(méi)有任何約束，可以接受任何類(lèi)型。

可一旦涉及容器，情況就變了。如果一個(gè) ArrayList 可以當(dāng)作 ArrayList ，意味著調(diào)用方可以往里面添加任何 Number 類(lèi)型（及子類(lèi)型），有可能是 Integer ，也可能是 Float 或者 Double 。

背后的具體實(shí)現(xiàn) ArrayList 可以放別的 Number 類(lèi)型嗎？不行。

同樣的，[]string 不能存放 string 以外的元素。如果允許 []string 轉(zhuǎn)換成 []interface{} 變量，意味著需要接受任意類(lèi)型的元素。

總結(jié)：

父類(lèi)或者接口作為上層抽象類(lèi)型，在運(yùn)行時(shí)可能會(huì)被替換為任意子類(lèi)型，其可接受的行為應(yīng)該是子類(lèi)型的子集 。（父親會(huì)的技能，孩子們都要會(huì)。父親不能接孩子們不會(huì)的活，否則這個(gè)活就無(wú)法在運(yùn)行時(shí)分派給孩子們干。）

[]interface{} 可以接受的元素類(lèi)型，比任意具體類(lèi)型的切片都要多，顯然不滿(mǎn)足上述條件。從『空接口是任意類(lèi)型的抽象』，得出空接口切片（或者其它容器）也是上層抽象，就屬于想當(dāng)然了。