go tour方法和接口

go tour方法和接口

方法

方法就是一类带特殊的 接收者 参数的函数。

• 方法接收者在它自己的参数列表内，位于 func 关键字和方法名之间。

type Vertex struct {
	X, Y float64
}
//Abs 方法拥有一个名字为 v，类型为 Vertex 的接收者。
func (f MyFloat) Abs() float64 {
	if f < 0 {
		return float64(-f)
	}
	return float64(f)
}

func main() {
	f := MyFloat(-math.Sqrt2)
	fmt.Println(f.Abs())
	
	q := MyFloat(-5.0)
	fmt.Println(q.Abs())
}
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5

接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内。

• 也就是说在该包内定义了 MyFloat，可以为它定义方法。
• 如果尝试为其他包中的类型（比如内置的 int 或其他包自定义的类型）声明方法，Go 编译器会报错。
• ++确保了类型的封装性和一致性。++

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
	if f < 0 {
		return float64(-f)
	}
	return float64(f)
}

func main() {
	f := MyFloat(-math.Sqrt2)
	fmt.Println(f.Abs())
}

//错误的
func (x int) SomeMethod() {} // 错误：不能为 int 类型声明方法

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指针类型的接收者

• 对于某类型 T，接收者的类型可以用 *T 的文法。
• ++指针接收者的方法可以修改接收者指向的值++，指针接收者比值接收者更常用。

type Vertex struct {
	X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
	return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
//删除了*后输出的是5
//使用值接收者，那么 Scale 方法会对原始 Vertex 值的副本进行操作。
func (v *Vertex) Scale(f float64) {
	v.X = v.X * f
	v.Y = v.Y * f
}

func main() {
	v := Vertex{3, 4}
	v.Scale(10)
	fmt.Println(v.Abs())
}

50
//副本接收
func (v Vertex) Scale(f float64) Vertex{
	v.X = v.X * f
	v.Y = v.Y * f
	return v
}

func main() {
	v := Vertex{3, 4}
	p:=v.Scale(10)
	fmt.Println(p.Abs())
}
//输出
50

方法与指针重定向

• 到带指针参数的函数必须接受一个指针
• 而接收者为指针的的方法被调用时，接收者既能是值又能是指针

type Vertex struct {
	X, Y float64
}

//接收者为指针的方法，调用时接收者既能是值又能是指针：
func (v *Vertex) Scale(f float64) {
	v.X = v.X * f
	v.Y = v.Y * f
}

//普通函数
func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) {
	v.X = v.X * f
	v.Y = v.Y * f
}

func main() {
	v := Vertex{3, 4}
	v.Scale(2)//接受者是值 
	//等价于 (&v).Scale(5)
	ScaleFunc(&v, 10)

	p := &Vertex{4, 3}
	p.Scale(3)//接收者是指针
	ScaleFunc(p, 8)

	fmt.Println(v, p)
}
//
{60 80} &{96 72}

• 以值为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

type Vertex struct {
	X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
	return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func AbsFunc(v Vertex) float64 {
	return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
	v := Vertex{3, 4}
	fmt.Println(v.Abs())
	fmt.Println(AbsFunc(v))

//注意p
	p := &Vertex{4, 3}
	fmt.Println(p.Abs())//等价于(*p).Abs()
	fmt.Println(AbsFunc(*p))
}

使用指针接收者的好处

• 方法能够++修改其接收者指向的值++。
• 这样++可以避免在每次调用方法时复制该值++ 。若值的类型为大型结构体时，这样会++更加高效++。
• 注意：++值和指针接收者不应该混用++

接口

接口类型 的定义为一组方法签名。

接口类型的变量可以持有任何实现了这些方法的值。

type Abser interface {
	Abs() float64
}
func main() {
	var a Abser
	f := MyFloat(-math.Sqrt2)
	v := Vertex{3, 4}

	a = f  // a MyFloat 实现了 Abser
	fmt.Println(a.Abs())
	a = &v // a *Vertex 实现了 Abser

	// 下面一行，v 是一个 Vertex（而不是 *Vertex）
	// 所以没有实现 Abser。
	//a = v

	fmt.Println(a.Abs())
}

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
	if f < 0 {
		return float64(-f)
	}
	return float64(f)
}

type Vertex struct {
	X, Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
	return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
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接口隐式定义

• 类型通过实现一个接口的所有方法来实现该接口。

type I interface {
	M()
}

type T struct {
	S string
}

// 此方法表示类型 T 实现了接口 I，并不需要显式声明这一点。
func (t T) M() {
	fmt.Println(t.S)
}

func main() {
//等价于	var i I = T{"hello"}
    var i I
	i=T{"hello"}
	i.M()
}
hello

接口值

• 接口也是值。它们可以像其它值一样传递。

• 接口值可以用作函数的参数或返回值。

• 在内部，接口值可以看做包含值和具体类型的元组：

  (value, type)

• 接口值保存了一个具体底层类型的具体值。

• 接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法。

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

type I interface {
	M()
}

type T struct {
	S string
}

func (t *T) M() {
	fmt.Println(t.S)
}

type F float64

func (f F) M() {
	fmt.Println(f)
}

func main() {
	var i I

	i = &T{"Hello"}
	describe(i)
	i.M()

	i = F(math.Pi)
	describe(i)
	i.M()
}

func describe(i I) {
	fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}
(&{Hello}, *main.T)
Hello
(3.141592653589793, main.F)
3.141592653589793

底层值为 nil 的接口值

• ++即便接口内的具体值为 nil，方法仍然会被 nil 接收者调用++。
• 在一些语言中，这会触发一个空指针异常【java】，但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它（++如本例中的 M 方法++）。

package main

import "fmt"

type I interface {
	M()
}

type T struct {
	S string
}

func (t *T) M() {
	if t == nil {
		fmt.Println("<nil>")
		return
	}
	fmt.Println(t.S)
}

func main() {
	var i I

	var t *T
	i = t
	describe(i)
	i.M()

	i = &T{"hello"}
	describe(i)
	i.M()
}

func describe(i I) {
	fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

(<nil>, *main.T)
<nil>
(&{hello}, *main.T)
hello

nil 接口值

• nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。
• 运行时会产生运行错误
  • 因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个 具体 方法的类型。

type I interface {
	M()
}

func main() {
	var i I
	describe(i)
	i.M()
}

(<nil>, <nil>)
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0x0 pc=0x492bb9]

空接口

• 【不会产生运行错误】空接口可保存任何类型的值。（因为每个类型都至少实现了零个方法。）

func main() {
	var i interface{}
	describe(i)

	i = 42
	describe(i)

	i = "hello"
	describe(i)
}

func describe(i interface{}) {
	fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}
(<nil>, <nil>)
(42, int)
(hello, string)

类型断言

• 提供了访问接口值底层具体值的方式。

//该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T，并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t。
//若 i 并未保存 T 类型的值，该语句就会触发一个 panic。
t := i.(T)

//返回其底层值以及一个报告断言是否成功的布尔值。
t, ok := i.(T)

举例

func main() {
	var i interface{} = "hello"

	s := i.(string)
	fmt.Println(s)

	s, ok := i.(string)
	fmt.Println(s, ok)
//ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值，程序并不会产生 panic。
	f, ok := i.(float64)
	fmt.Println(f, ok)

	f = i.(float64) // panic
	fmt.Println(f)
}
hello
hello true
0 false
panic: interface conversion: interface {} is string, not float64

类型选择

按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

• 类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同，只是具体类型 T 被替换成了关键字 type。

//case都是类型，针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。
switch v := i.(type) {
case T:
    // v 的类型为 T
case S:
    // v 的类型为 S
default:
    // 没有匹配，v 与 i 的类型相同
}

举例

func do(i interface{}) {
	switch v := i.(type) {
	case int:
		fmt.Printf("二倍的 %v 是 %v\n", v, v*2)
	case string:
		fmt.Printf("%q 长度为 %v 字节\n", v, len(v))
	default:
		fmt.Printf("我不知道类型 %T!\n", v)
	}
}

func main() {
	do(21)
	do("hello")
	do(true)
}
二倍的 21 是 42
"hello" 长度为 5 字节
我不知道类型 bool!

Stringer

• 打印的时候调用，用字符串描述自己的类型。
• 感觉很像是重写了Println方法

type Person struct {
	Name string
	Age  int
}

func (p Person) String() string {
	return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age)
}

func main() {
	a := Person{"Arthur Dent", 42}
	z := Person{"Zaphod Beeblebrox", 9001}
	fmt.Println(a, z)
}
Arthur Dent (42 years) Zaphod Beeblebrox (9001 years)

*练习：Stringer

问题：

通过让 IPAddr 类型实现 fmt.Stringer 来打印点号分隔的地址。

例如，IPAddr{1, 2, 3, 4} 应当打印为 "1.2.3.4"。

实现

package main

import "fmt"

type IPAddr [4]byte

// TODO: 为 IPAddr 添加一个 "String() string" 方法。
func (p IPAddr) String() string {
	return fmt.Sprintf("%v.%v.%v.%v", p[0], p[1],p[2],p[3])

}

func main() {
	hosts := map[string]IPAddr{
		"loopback":  {127, 0, 0, 1},
		"googleDNS": {8, 8, 8, 8},
	}
	for name, ip := range hosts {
		fmt.Printf("%v: %v\n", name, ip)
	}
}
loopback: 127.0.0.1
googleDNS: 8.8.8.8

错误

通常函数会返回一个 error 值，调用它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。

• error为nil时成功
• 非 nil 的 error 表示失败。

import (
	"fmt"
	"time"
)

type MyError struct {
	When time.Time
	What string
}

func (e *MyError) Error() string {
	return fmt.Sprintf("at %v, %s",
		e.When, e.What)
}

func run() error {
	return &MyError{
		time.Now(),
		"it didn't work",
	}
}

func main() {
	if err := run();
	err != nil {
		fmt.Println(err)
	}
}

at 2009-11-10 23:00:00 +0000 UTC m=+0.000000001, it didn't work

*练习：错误

问题

修改 Sqrt 函数，使其接受一个负数时，返回 ErrNegativeSqrt 值。

实现

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

type ErrNegativeSqrt float64


func (e ErrNegativeSqrt) Error() string{
	
	//return fmt.Sprintf("cannot Sqrt negative number: %v",e)
	//为什么上面的会死循环？
	return fmt.Sprintf("cannot Sqrt negative number: %v",float64(e))
	
}

func Sqrt(x float64) (float64, error) {
	
	if x<0.0 {
		return x, ErrNegativeSqrt(x)
	}
	z := 1.0 // 修正了变量声明
	t := math.Abs(z*z - x)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		if z*z > x { 
			z -= (z*z - x) / (2 * z)
		} else {
			z += (z*z - x) / (2 * z)
		}

		t = math.Abs(z*z - x)
		if t==0.0 {break}
	}
	return z,nil
}

func main() {
	fmt.Println(Sqrt(2))
	fmt.Println(Sqrt(-2))

}

• 在 Error 方法内调用 fmt.Sprint(e) 会让程序陷入死循环。可以通过先转换 e 来避免这个问题：fmt.Sprint(float64(e))。这是为什么呢？
• 接口转换和递归调用
  • 你实现了 Error() string 方法，所以 ErrNegativeSqrt 类型实现了 error 接口。
  • 当你在 Error() 方法中写 fmt.Sprint(e)，fmt.Sprint 会尝试将 e 格式化为字符串。
  • 因为 e 是 ErrNegativeSqrt 类型，并且实现了 Error() 方法，fmt.Sprint(e) 会自动调用 e.Error()，以获得字符串表示。
• 递归的无限循环
  • 结果就是：Error() 调用 fmt.Sprint(e)，而 fmt.Sprint(e) 又会调用 e.Error()，于是再次进到 Error() 方法，然后又 fmt.Sprint(e)，如此反复，导致死循环直到栈溢出。

Readers

• io 包指定了 io.Reader 接口
• 表示数据流的读取端。

read方法

• Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。在遇到数据流的结尾时，它会返回一个 io.EOF 错误。

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)

//示例代码创建了一个 strings.Reader 并以每次 8 字节的速度读取它的输出。
func main() {
	r := strings.NewReader("Hello, Reader!")

	b := make([]byte, 8)
	for {
		n, err := r.Read(b)
		fmt.Printf("n = %v err = %v b = %v\n", n, err, b)
		fmt.Printf("b[:n] = %q\n", b[:n])
		if err == io.EOF {
			break
        }
    }
}

n = 8 err = <nil> b = [72 101 108 108 111 44 32 82]
b[:n] = "Hello, R"
n = 6 err = <nil> b = [101 97 100 101 114 33 32 82]
b[:n] = "eader!"
n = 0 err = EOF b = [101 97 100 101 114 33 32 82]
b[:n] = ""

*练习：Reader

问题

实现一个 Reader 类型，它产生一个 ASCII 字符 'A' 的无限流。

实现

package main

import (
	"golang.org/x/tour/reader"
)

type MyReader struct{}

// Read 用于产生无限个 ASCII 字符 'A'
func (MyReader) Read(b []byte) (int, error) {
	for i := range b {
		b[i] = 'A'
	}
	return len(b), nil // 始终填满整个切片
}

func main() {
	reader.Validate(MyReader{})
}

*练习：rot13Reader

问题

编写一个实现了 io.Reader 并从另一个 io.Reader 中读取数据的 rot13Reader，通过应用 rot13 代换密码对数据流进行修改。

rot13Reader 类型已经提供。实现 Read 方法以满足 io.Reader。

实现

• 两种实现
• 很奇怪，else if前一行加注释会报错

package main

import (
	"io"
	"os"
	"strings"
)

type rot13Reader struct {
	r io.Reader
}

// Read 用于产生无限个 ASCII 字符 'A'
func (rr rot13Reader) Read(b []byte) (int,error) {
	n, err := rr.r.Read(b)
	for i := range b {
		// a-m
		if b[i] >= 'a' && b[i] <= 'm' {
			b[i] = b[i] + 13
		} else if b[i] >= 'A' && b[i] <= 'M' {
			b[i] = b[i] + 13
		}else if b[i] >= 'n' && b[i] <= 'z' {
			b[i] = b[i] - 13
		} else if b[i] >= 'N' && b[i] <= 'Z' {
			b[i] = b[i] - 13
		}
	}
	
	return n,err// 始终填满整个切片
}

/*
func (rr rot13Reader) Read(b []byte) (int, error) {
    n, err := rr.r.Read(b)
    for i := 0; i < n; i++ {
        switch {
        case b[i] >= 'A' && b[i] <= 'Z':
            b[i] = 'A' + (b[i]-'A'+13)%26
        case b[i] >= 'a' && b[i] <= 'z':
            b[i] = 'a' + (b[i]-'a'+13)%26
        }
    }
    return n, err
}*/

func main() {
	s := strings.NewReader("Lbh penpxrq gur pbqr!")
	r := rot13Reader{s}
	io.Copy(os.Stdout, &r)
}

图像

image 包定义了 Image 接口：

type Image interface {
    ColorModel() color.Model
    Bounds() Rectangle
    At(x, y int) color.Color
}

func main() {
	m := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100))
	fmt.Println(m.Bounds())
	fmt.Println(m.At(0, 0).RGBA())
}
(0,0)-(100,100)
0 0 0 0

*练习：图像

问题：

编写图像生成器，返回一个 image.Image 的实现而非一个数据切片。

• 定义你自己的 Image 类型，实现必要的方法并调用 pic.ShowImage。
• Bounds 应当返回一个 image.Rectangle ，例如 image.Rect(0, 0, w, h)。
• ColorModel 应当返回 color.RGBAModel。
• At 应当返回一个颜色。上一个图片生成器的值 v 对应于此次的 color.RGBA{v, v, 255, 255}。

实现

package main

import (
    "image"
    "image/color"
    "golang.org/x/tour/pic"
)

type Image struct {
    Width, Height int
}

// Bounds 返回图像的边界
func (img Image) Bounds() image.Rectangle {
    return image.Rect(0, 0, img.Width, img.Height)
}

// ColorModel 返回颜色模型
func (img Image) ColorModel() color.Model {
    return color.RGBAModel
}

// At 返回指定坐标的颜色
func (img Image) At(x, y int) color.Color {
    // 生成颜色值，v 对应于 color.RGBA{v, v, 255, 255}
    v := uint8((x + y) % 256) 
	  t := uint8((x * y) % 256)
    return color.RGBA{v, t, 255, 255}
}

func main() {
    m := Image{256, 256} // 设定图像宽高
    pic.ShowImage(m)
}