概述

Go 中檢測一個類型是否實現了某個接口，通常分為兩類機制: 編譯期間 和 運行期間。

編譯期間

顧名思義，編譯期間檢測就是通過靜態分析來確定類型是否實現了某個接口，如果檢測不通過，則編譯過程報錯并退出。通常將這種方式稱為 接口完整性檢查。

接口完整性檢查

類型未實現接口

package main

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

func main() {
    // 強制類型 Martian 必須實現接口 Person 的所有方法
    var _ Person = (*Martian)(nil)

    // 1. 聲明一個 _ 變量 (不使用)
    // 2. 把一個 nil 轉換為 (*Martian)，然后再轉換為 Person
    // 3. 如果 Martian 沒有實現 Person 的全部方法，則轉換失敗，編譯器報錯
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
cannot use (*Martian)(nil) (value of type *Martian) as type Person in variable declaration:
        *Martian does not implement Person (missing Age method)

從輸出的結果中可以看到，Martian 并沒有實現 Person 接口，所以報錯了。下面我們為 Martian 實現 Person 接口。

類型實現了接口

package main

import "fmt"

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

// 實現 Name 方法
func (m *Martian) Name() string {
    return "martian"
}

// 實現 Age 方法
func (m *Martian) Age() int {
    return -1
}

func main() {
    // 此時 Martian 已實現了 Person 的全部方法
    var _ Person = (*Martian)(nil)

    m := &Martian{}
    fmt.Printf("name = %s, age = %d\\n", m.Name(), m.Age())
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
name = martian, age = -1

從輸出的結果中可以看到，運行成功，Martian 已經實現了 Person 接口的全部方法。

運行期間

運行期間的檢測方式主要有 類型斷言 和 反射。

類型斷言

類型未實現接口

package main

import "fmt"

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

func main() {
    // 變量必須聲明為 interface 類型
    var m interface{}
    m = &Martian{}
    if v, ok := m.(Person); ok {
        fmt.Printf("name = %s, age = %d\\n", v.Name(), v.Age())
    } else {
        fmt.Println("Martian does not implements Person")
    }
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
Martian does not implements Person

下面我們為 Martian 實現 Person 接口。

類型實現了接口

package main

import "fmt"

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

func (m *Martian) Name() string {
    return "martian"
}

func (m *Martian) Age() int {
    return -1
}

func main() {
    // 變量必須聲明為 interface 類型
    var m interface{}
    m = &Martian{}
    if v, ok := m.(Person); ok {
        fmt.Printf("name = %s, age = %d\\n", v.Name(), v.Age())
    }
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
name = martian, age = -1

從輸出的結果中可以看到，運行成功，Martian 已經實現了 Person 接口的全部方法。

反射

通過 reflect 包提供的 API 來判斷類型是否實現了某個接口。

類型未實現接口

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

func main() {
    // 獲取 Person 類型
    p := reflect.TypeOf((*Person)(nil)).Elem()

    // 獲取 Martian 結構體指針類型
    m := reflect.TypeOf(&Martian{})

    // 判斷 Martian 結構體類型是否實現了 Person 接口
    fmt.Println(m.Implements(p))
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
false

下面我們為 Martian 實現 Person 接口。

類型實現了接口

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type Person interface {
    Name() string
    Age() int
}

type Martian struct {
}

func (m *Martian) Name() string {
    return "martian"
}

func (m *Martian) Age() int {
    return -1
}

func main() {
    // 獲取 Person 類型
    p := reflect.TypeOf((*Person)(nil)).Elem()

    // 獲取 Martian 結構體指針類型
    m := reflect.TypeOf(&Martian{})

    // 判斷 Martian 結構體類型是否實現了 Person 接口
    fmt.Println(m.Implements(p))
}

運行代碼

$ go run main.go
# 輸出如下 
true

小結

Go 的接口實現檢測機制分為 編譯期間 和 運行期間，其中編譯期間的檢測方式是 接口完整性檢查， 而運行期間的檢測方式有兩種: 類型斷言 和 反射，一般情況盡量使用類型斷言，這樣可以避免反射帶來的性能損耗。文中提到的幾種檢測方式的代碼語法都比較新 (nan) 奇 (kan) ，讀者可以參考代碼的注釋部分幫助理解。