# 11.9 空接口

## 11.9.1 概念

**空接口或者最小接口** 不包含任何方法，它对实现不做任何要求：

```go
type Any interface {}
```

任何其他类型都实现了空接口（它不仅仅像 `Java/C#` 中 `Object` 引用类型），`any` 或 `Any` 是空接口一个很好的别名或缩写。

空接口类似 `Java/C#` 中所有类的基类： `Object` 类，二者的目标也很相近。

可以给一个空接口类型的变量 `var val interface {}` 赋任何类型的值。

示例 11.8 [empty_interface.go](examples/chapter_11/empty_interface.go)：

```go
package main
import "fmt"

var i = 5
var str = "ABC"

type Person struct {
	name string
	age  int
}

type Any interface{}

func main() {
	var val Any
	val = 5
	fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
	val = str
	fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
	pers1 := new(Person)
	pers1.name = "Rob Pike"
	pers1.age = 55
	val = pers1
	fmt.Printf("val has the value: %v\n", val)
	switch t := val.(type) {
	case int:
		fmt.Printf("Type int %T\n", t)
	case string:
		fmt.Printf("Type string %T\n", t)
	case bool:
		fmt.Printf("Type boolean %T\n", t)
	case *Person:
		fmt.Printf("Type pointer to Person %T\n", t)
	default:
		fmt.Printf("Unexpected type %T", t)
	}
}
```

输出：

    val has the value: 5
    val has the value: ABC
    val has the value: &{Rob Pike 55}
    Type pointer to Person *main.Person

在上面的例子中，接口变量 `val` 被依次赋予一个 `int`，`string` 和 `Person` 实例的值，然后使用 `type-switch` 来测试它的实际类型。每个 `interface {}` 变量在内存中占据两个字长：一个用来存储它包含的类型，另一个用来存储它包含的数据或者指向数据的指针。

示例 [emptyint_switch.go](examples/chapter_11/emptyint_switch.go) 说明了空接口在 `type-switch` 中联合 `lambda` 函数的用法：

```go
package main

import "fmt"

type specialString string

var whatIsThis specialString = "hello"

func TypeSwitch() {
	testFunc := func(any interface{}) {
		switch v := any.(type) {
		case bool:
			fmt.Printf("any %v is a bool type", v)
		case int:
			fmt.Printf("any %v is an int type", v)
		case float32:
			fmt.Printf("any %v is a float32 type", v)
		case string:
			fmt.Printf("any %v is a string type", v)
		case specialString:
			fmt.Printf("any %v is a special String!", v)
		default:
			fmt.Println("unknown type!")
		}
	}
	testFunc(whatIsThis)
}

func main() {
	TypeSwitch()
}
```

输出：

    any hello is a special String!

**练习 11.9** [simple_interface3.go](exercises/chapter_11/simple_interface3.go)：

继续练习 11.2，在它中添加一个 `gI()` 函数，它不再接受 `Simpler` 类型的参数，而是接受一个空接口参数。然后通过类型断言判断参数是否是 `Simpler` 类型。最后在 `main` 使用 `gI()` 取代 `fI()` 函数并调用它。确保你的代码足够安全。

## 11.9.2 构建通用类型或包含不同类型变量的数组

在 [7.6.6](07.6.md) 中我们看到了能被搜索和排序的 `int` 数组、`float` 数组以及 `string` 数组，那么对于其他类型的数组呢，是不是我们必须得自己编程实现它们？

现在我们知道该怎么做了，就是通过使用空接口。让我们给空接口定一个别名类型 `Element`：`type Element interface{}`

然后定义一个容器类型的结构体 `Vector`，它包含一个 `Element` 类型元素的切片：

```go
type Vector struct {
	a []Element
}
```

`Vector` 里能放任何类型的变量，因为任何类型都实现了空接口，实际上 `Vector` 里放的每个元素可以是不同类型的变量。我们为它定义一个 `At()` 方法用于返回第 `i` 个元素：

```go
func (p *Vector) At(i int) Element {
	return p.a[i]
}
```

再定一个 `Set()` 方法用于设置第 `i` 个元素的值：

```go
func (p *Vector) Set(i int, e Element) {
	p.a[i] = e
}
```

`Vector` 中存储的所有元素都是 `Element` 类型，要得到它们的原始类型（unboxing：拆箱）需要用到类型断言。TODO：The compiler rejects assertions guaranteed to fail，类型断言总是在运行时才执行，因此它会产生运行时错误。

**练习 11.10** [min_interface.go](exercises/chapter_11/min_interface.go) / [minmain.go](exercises/chapter_11/minmain.go)：

仿照 11.7 中开发的 `Sorter` 接口，创建一个 `Miner` 接口并实现一些必要的操作。函数 `Min()` 接受一个 `Miner` 类型变量的集合，然后计算并返回集合中最小的元素。

## 11.9.3 复制数据切片至空接口切片

假设你有一个 `myType` 类型的数据切片，你想将切片中的数据复制到一个空接口切片中，类似：

```go
var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
var interfaceSlice []interface{} = dataSlice
```

可惜不能这么做，编译时会出错：`cannot use dataSlice (type []myType) as type []interface { } in assignment`。

原因是它们俩在内存中的布局是不一样的（参考 [Go wiki](https://github.com/golang/go/wiki/InterfaceSlice)）。

必须使用 `for-range` 语句来一个一个显式地赋值：

```go
var dataSlice []myType = FuncReturnSlice()
var interfaceSlice []interface{} = make([]interface{}, len(dataSlice))
for i, d := range dataSlice {
    interfaceSlice[i] = d
}
```

## 11.9.4 通用类型的节点数据结构

在 [10.1](10.1.md) 中我们遇到了诸如列表和树这样的数据结构，在它们的定义中使用了一种叫节点的递归结构体类型，节点包含一个某种类型的数据字段。现在可以使用空接口作为数据字段的类型，这样我们就能写出通用的代码。下面是实现一个二叉树的部分代码：通用定义、用于创建空节点的 `NewNode` 方法，及设置数据的 `SetData` 方法。

示例 11.10 [node_structures.go](examples/chapter_11/node_structures.go)：

```go
package main

import "fmt"

type Node struct {
	le   *Node
	data interface{}
	ri   *Node
}

func NewNode(left, right *Node) *Node {
	return &Node{left, nil, right}
}

func (n *Node) SetData(data interface{}) {
	n.data = data
}

func main() {
	root := NewNode(nil, nil)
	root.SetData("root node")
	// make child (leaf) nodes:
	a := NewNode(nil, nil)
	a.SetData("left node")
	b := NewNode(nil, nil)
	b.SetData("right node")
	root.le = a
	root.ri = b
	fmt.Printf("%v\n", root) // Output: &{0x125275f0 root node 0x125275e0}
}
```

## 11.9.5 接口到接口

一个接口的值可以赋值给另一个接口变量，只要底层类型实现了必要的方法。这个转换是在运行时进行检查的，转换失败会导致一个运行时错误：这是 `Go` 语言动态的一面，可以拿它和 `Ruby` 和 `Python` 这些动态语言相比较。

假定：

```go
var ai AbsInterface // declares method Abs()
type SqrInterface interface {
    Sqr() float
}
var si SqrInterface
pp := new(Point) // say *Point implements Abs, Sqr
var empty interface{}
```

那么下面的语句和类型断言是合法的：

```go
empty = pp                // everything satisfies empty
ai = empty.(AbsInterface) // underlying value pp implements Abs()
// (runtime failure otherwise)
si = ai.(SqrInterface) // *Point has Sqr() even though AbsInterface doesn’t
empty = si             // *Point implements empty set
// Note: statically checkable so type assertion not necessary.
```

下面是函数调用的一个例子：

```go
type myPrintInterface interface {
	print()
}

func f3(x myInterface) {
	x.(myPrintInterface).print() // type assertion to myPrintInterface
}
```

`x` 转换为 `myPrintInterface` 类型是完全动态的：只要 `x` 的底层类型（动态类型）定义了 `print` 方法这个调用就可以正常运行（译注：若 `x` 的底层类型未定义 `print` 方法，此处类型断言会导致 `panic`，最佳实践应该为 `if mpi, ok := x.(myPrintInterface); ok { mpi.print() }`，参考 [11.3](11.3.md) 章节）。

## 链接

- [目录](directory.md)
- 上一节：[第二个例子：读和写](11.8.md)
- 下一节：[反射包](11.10.md)