【Golang】图解类型断言

幼麟实验室 2020-07-16

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“还在死记硬背类型断言的“规则”？不如一起画一画~”

我们已经知道接口可以分为空接口与非空接口两类。相对于接口这种“抽象类型”，像int，slice，string，map，struct等类型被称为“具体类型”。

类型断言是Go语言中应用在接口值上的一个神奇特性，而类型断言的目标类型可以是某种具体类型，也可以是某种非空接口类型。这样我们就组合出四种类型断言，接下来就逐一看看它们究竟是如何断言的！

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空接口.(具体类型)

var e interface{}
//......
r,ok := e.(*os.File)

e.(*os.File)就是要判断e存储的_type是否指向*os.File的类型元数据。反正我们介绍过Go语言里每种类型的类型元数据都是全局唯一的。

图：类型断言e.(*os.File)

f,_ := os.Open("eggo.txt")
e = f

如果e像上面这样赋值，e的动态类型就是*os.File，所以e.(*os.File)类型断言成功，ok为true，r为e的动态值。

图：e.(*os.File)类型断言成功

f := "eggo"
e = f

如果e的动态类型不是*os.File，例如e被赋值为string，那么类型断言就会失败，ok就是false，r就是*os.File的类型零值nil。

图：e.(*os.File)类型断言失败

—

非空接口.(具体类型)

var rw io.ReadWriter
//......
r,ok := rw.(*os.File)

rw.(*os.File)是要判断rw的动态类型是否为*os.File。前面我们介绍过，程序中用到的itab结构体都会缓存起来，可以通过<接口类型, 动态类型>组合起来的key，查找到对应的itab指针。
所以这里的类型断言只需要一次比较就能完成，就是看iface.tab是否等于<io.ReadWriter, *os.File>这个组合对应的itab指针就好。

图：类型断言rw.(*os.File)

如果把一个*os.File类型的变量f赋给rw，它的动态值就是f，动态类型就是*os.File。

f,_ := os.Open("eggo.txt)
rw = f

rw这里存储的itab指针就指向<io.ReadWriter, *os.File>组合对应的itab，所以类型断言成功，ok为true，r被赋值为rw的动态值。

图：rw.(*os.File)类型断言成功

下面我们定义一个eggo类型，并且由*eggo类型实现io.ReadWriter接口。

type eggo struct {
    name string
}


func (e *eggo) Read(b []byte) (n int, err error) {
    return len(e.name), nil
}


func (e *eggo) Write(b []byte) (n int, err error) {
    return len(e.name), nil
}

如果把一个*eggo类型的变量赋值给rw，rw的动态类型就是*eggo，rw持有的itab指针就不指向<io.ReadWriter, *os.File>组合对应的itab结构体，类型断言就会失败，ok为false，而r就会被置为*os.File的类型零值nil。

f := eggo{name: "eggo"}
rw = &f

图：rw.(*os.File)类型断言失败

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空接口.(非空接口)

var e interface{}
//......
rw,ok := e.(io.ReadWriter)

e.(io.ReadWriter)就是要判断e的动态类型是否实现了io.ReadWriter接口。

图：类型断言e.(io.ReadWriter)

如果e像这样赋值：

f,_ := os.Open("eggo.txt")
e = f

e的动态类型就是*os.File，我们知道*os.File类型元数据的后面可以找到该类型实现的方法列表描述信息。

图：e赋值为*os.File类型

其实并不需要每次都检查动态类型的方法列表，还记得itab缓存吗？实际上，当类型断言的目标类型为非空接口时，会首先去itabTable里查找对应的itab指针，若没有找到，再去检查动态类型的方法列表。

此处注意，就算从itabTable中找到了itab指针，也要进一步确认itab.fun[0]是否等于0。这是因为一旦通过方法列表确定某个具体类型没有实现指定接口，就会把itab这里的fun[0]置为0，然后同样会把这个itab结构体缓存起来，和那些断言成功的itab缓存一样。这样做的目的是避免再遇到同种类型断言时重复检查方法列表。

回到例子中，这里会断言成功，ok为true，rw就是一个io.ReadWriter类型的变量，其动态值与e相同。tab指向<io.ReadWriter, *os.File>对应的itab结构体。

图：e.(io.ReadWriter)类型断言成功

f := "eggo"
e = f

然而如果把一个字符串赋值给e，它的动态类型就是string，<io.ReadWriter, string>这个组合会对应下面这个itab，它也会被缓存起来。

图：断言失败的itab

断言失败，ok为false，rw为io.ReadWriter的类型零值，即tab和data均为nil。

图：e.(io.ReadWriter)类型断言失败

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非空接口.(非空接口)

var w io.Writer
//......
rw,ok := w.(io.ReadWriter)

w.(io.ReadWriter)是要判断w的动态类型是否实现了io.ReadWriter接口。

图：类型断言w.(io.ReadWriter)

下面同样把一个*os.File类型的变量f赋值给w，它的动态值就是f，动态类型就是*os.File。

f,_ := os.Open("eggo.txt")
w = f

要确定*os.File是否实现了io.ReadWriter接口，同样会先去itab缓存里查找<io.ReadWriter,*os.File>对应的itab，若存在，且itab.fun[0]不等于0，则断言成功；若不存在，再去检查*os.File的方法列表，创建并缓存itab信息。

这里断言成功，ok为true，rw为io.ReadWriter类型的变量，动态值与w相同，而itab是<io.ReadWriter, *os.File>对应的那一个。

图：w.(io.ReadWriter)断言成功

下面我们自定义一个eggo类型，且*eggo类型只实现io.Writer要求的Write方法，并没有实现io.ReadWriter额外要求的Read方法。如果把一个*eggo类型的变量赋给w：

type eggo struct {
  name string
}


func (e *eggo) Write(b []byte) (n int, err error) {
  return len(e.name), nil
}


f := eggo{name: "eggo"}
w = &f

此时，w的动态类型为*eggo，而*eggo的方法列表里缺少一个Read方法，所以类型断言失败，下面这个itab被缓存起来。

断言失败后，ok为false，rw的data和tab均为nil。

图：w.(io.ReadWriter)类型断言成功

综上，类型断言的关键是明确接口的动态类型，以及对应的类型实现了哪些方法。而明确这些的关键，还是类型元数据，以及空接口与非空接口的数据结构。接下来的Type Switch也不外如是。

—

Type Switch

var e interface{}
str := "eggo"
e = str


switch b := e.(type) {
case *os.File:
    {
        fmt.Println("*os.File")
    }
case string:
    {
        fmt.Println(b)    //选择这个分支
    }
default:
    fmt.Println("default")
}

这里的b会被赋值为e的动态值，下面每个case都是把e的动态类型和某个具体类型作比较，相等则选择这个分支，没有匹配的则走到default分支。

图：type switch选择string类型分支

有时会遇到多个类型放在一个分支的情况，这时b的类型是interface{}。

switch b := e.(type) {
case *os.File:
    {
      fmt.Println("这里b的类型为*os.File", b)
    }
case string:
    {
      fmt.Println("这里b的类型为string", b)
    }
case int, int32, int64:
    {
      fmt.Println("多类型分支里b的类型为interface{}", b)
    }
default:
    fmt.Println("default")
}

数据库

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