Golang 使用接口實(shí)現(xiàn)泛型的方法示例

在C/C++中我們可以使用泛型的方法使代碼得以重復(fù)使用，最常見例如stl functions：vectorint> vint or vectorfloat> vfloat等。這篇文章將使用interface{...}接口使Golang實(shí)現(xiàn)泛型。

interface{...}是實(shí)現(xiàn)泛型的基礎(chǔ)。如一個(gè)數(shù)組元素類型是interface{...}的話，那么實(shí)現(xiàn)了該接口的實(shí)體都可以被放置入數(shù)組中。注意其中并不一定必須是空接口（簡(jiǎn)單類型我們可以通過把他轉(zhuǎn)化為自定義類型后實(shí)現(xiàn)接口）。為什么interface中要聲明方法：因?yàn)楫?dāng)我們需要對(duì)數(shù)組內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)（如比較大?。?，我們需要為這個(gè)操作聲明一個(gè)自定義的方法。換言之，只有實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方法的實(shí)體才允許被加入進(jìn)數(shù)組中。

基礎(chǔ)Demo

在下面演示的Demo中，我們將實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡(jiǎn)單的vector，并實(shí)現(xiàn)插入時(shí)排序的功能。

type Comper interface{
  Lessthan (Comper) bool
}
type Sdata struct{
  data []Comper
}

func (t *Sdata) Push (item Comper){
  t.data = append(t.data, item)
  for k,v:=range t.data{
    if item.Lessthan(v) {  //調(diào)用接口定義的方法
      //排序操作
      break
    }
  }
}

如此便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最簡(jiǎn)單的Demo，使用Sdata的數(shù)組元素必須先實(shí)現(xiàn)Lessthan方法：

type Myint int

func (t Myint) Lessthan (x Comper) bool {
  return tx.(Myint)
}
func main() {
  mydata := Sdata{make([]Comper, 0)}
  for i:=10;i>0;i--{
    mydata.Push((Myint(i)))
  }
  fmt.Println(mydata)
}

但這個(gè)Demo的缺點(diǎn)也有許多，一是簡(jiǎn)單類型元素?zé)o法使用Sdata進(jìn)行排序，二是不支持并發(fā)，在并發(fā)的情況下會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果。

通過Reflect支持簡(jiǎn)單類型的Demo

為要支持簡(jiǎn)單類型，我們只能使用空接口作為數(shù)組元素類型。這時(shí)候我們的程序邏輯應(yīng)該是這樣：如果這是一個(gè)簡(jiǎn)單類型，那么我們直接調(diào)用內(nèi)置的""與">"進(jìn)行比較；如果這不是一個(gè)簡(jiǎn)單類型，那么我們?nèi)耘f調(diào)用Lessthan方法：

type Comper interface{
  Lessthan (Comper) bool
}
type Sdata struct{
  data []interface{}
}

func (t *Sdata) Push (item interface{}){
  for _,v:=range t.data{
    if reflect.TypeOf(item).Implements(reflect.TypeOf(new(Comper)).Elem()) {
      citem:=item.(Comper)
      cv:=v.(Comper)
      if citem.Lessthan(cv) {
        //要執(zhí)行的操作
        break
      }
    }else{
      x,v:=reflect.ValueOf(item),reflect.ValueOf(v)
      switch x.Kind() {
      case reflect.Int:
      case reflect.Int8:
      case reflect.Int16:
        /*...*/
        //x, y:=x.Int(), y.Int()
        /*...*/
        break
      case reflect.Uint:
        /*...*/
      }
    }
  }
}

利用reflect判斷item的類型：

reflect.TypeOf(item).Implements(reflect.TypeOf(new(comper)).Elem())，即item類型是否實(shí)現(xiàn)了comper接口類型。TypeOf(new(comper))是一個(gè)指針ptr，Elem()將指針轉(zhuǎn)為值。如果該函數(shù)返回值為true，則可將item和v從interface{}強(qiáng)制轉(zhuǎn)為Comper接口，調(diào)用Lessthan(...)；當(dāng)然你也可以使用類型斷言，那種方式更簡(jiǎn)單也更常用，我在這兒只是嘗試一下使用反射的方法：if v,ok:=item.(comper); ok{...}

不能直接對(duì)value類型進(jìn)行大小比較：

value類型不能通過">"與""直接比較大小，即使我們知道他是簡(jiǎn)單類型。作者還沒有找到簡(jiǎn)單的方法能直接轉(zhuǎn)化值為簡(jiǎn)單類型并比較，因此采用了枚舉的方法。若有更簡(jiǎn)便的方法，也請(qǐng)告知。

如果使用實(shí)例指針實(shí)現(xiàn)接口：

這是一個(gè)比較難以發(fā)現(xiàn)的問題，涉及到golang的類型系統(tǒng)。也就是說，如果我們實(shí)現(xiàn)Lessthen的方法是這樣func (t*Myint) Lessthan (x Comper) bool，那么很有可能你的斷言item類型就要失敗了。我們可以看一下此時(shí)item的類型：

fmt.Println(reflect.TypeOf(t.data[0])) //main.XXX

這不是我們期待的，因?yàn)槲覀冎乐挥?T類型的方法集才是S和*S，而T類型的方法集只有S。很明顯，main.XXX的方法集里不包括Lessthan方法，只有*main.XXX才包括。所以正確的使用方法是，在最初賦值的時(shí)候就賦值給指針類型：

mi := Myint(i)
mydata.Push(mi)

多接口分層Demo

空接口其實(shí)只是一個(gè)特殊用例，我們將其推廣后即可發(fā)現(xiàn)，我們可以定義多個(gè)接口，聲明多種方法，實(shí)體實(shí)現(xiàn)了若干種方法便有權(quán)限調(diào)用若干函數(shù)：

例如我們可以賦予讀取權(quán)限，寫入權(quán)限與刪除權(quán)限，來對(duì)應(yīng)不同需求：

type Reader interface {
  Read () interface{}
}
type Writer interface {
  Write (Writer)
}
type ReadWriter interface {
  Reader
  Writer
}
type Remover interface {
  Remove ()
}

type Sdata struct {
  data []interface{}
}

func (t *Sdata)Get(i int)interface{}{
  if len(t.data) == 0{return nil}
  if reflect.TypeOf(t.data[0]).Implements(reflect.TypeOf(new(Reader)).Elem()) == true{
    return t.data[i].(Reader).Read()
  }
}

func (t *Sdata)Modify(i int, w Writer){
  // if reflect.TypeOf(t.data[0]).Implements(reflect.TypeOf(new(ReadWriter)).Elem()) == true
  if _,ok:=t.data[0].(ReadWriter);ok{
    t.data[i].(Writer).Write(w)
  }
}
//......

自定義Myint類型并實(shí)現(xiàn)Reader，Writer接口：

type Readint int
func (t Readint) Read() interface{}{
  return int(t)
}
//---------------------------------------------
type Myint int
func (t Myint) Read() interface{}{
  return int(t)
}
func (t *Myint) Write(w Writer){
  *t = *w.(*Myint)
  return
}

func main() {
  mydata := Sdata{make([]interface{}, 1)}
  var u,v Myint = 5,6
  mydata.data[0] = u
  fmt.Println("Myint is ", mydata.Get(0))
  mydata.Modify(0,v)
  fmt.Println("Myint is ", mydata.Get(0))

  var ru Readint = 100
  readdata := Sdata{make([]interface{}, 1)}
  readdata.data[0] = ru
  fmt.Println("Readint is ", readdata.Get(0))
  //var rv Readint = 101
  readdata.Modify(0,v) //事實(shí)上，如果傳遞rv則編譯根本不會(huì)通過。
  fmt.Println("Readint is ", readdata.Get(0))
}

運(yùn)行結(jié)果：
Myint is  5
Myint is  6
Readint is  100
Readint is  100

說明：如果因?yàn)檎J(rèn)為上述代碼傳遞rv根本不會(huì)通過編譯而不去作類型檢查，這是不可取的。因?yàn)閷?duì)于空接口interface{}而言，無所謂實(shí)體的類型，只在乎是否實(shí)現(xiàn)方法，因此傳遞v是合情合理的。另外，因?yàn)樵揇emo是一個(gè)簡(jiǎn)易版本，所以判斷權(quán)限部分僅僅根據(jù)判斷第0個(gè)元素的權(quán)限。事實(shí)上，判斷權(quán)限應(yīng)該在初始化時(shí)完成并將其存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)體變量中。

最后關(guān)于并發(fā)的問題，套用讀寫鎖即可。過于簡(jiǎn)單不再通過Demo驗(yàn)證。

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