Go -- type 和断言 interface{}转换 / 憋错料

摘要

类型转换在程序设计中都是不可避免的问题。当然有一些语言将这个过程给模糊了，大多数时候开发者并不需要去关注这方面的问题。但是golang中的类型匹配是很严格的，不同的类型之间通常需要手动转换，编译器不会代你去做这个事。我之所以说通常需要手动转换，是因为interface类型作为一个特例，会有不同的处理方式。

golang中的所有类型都有自己的默认值，对此我做了个测试。

$GOPATH/src

----typeassert_test

--------main.go

main.go的代码如下：

<code class="hljs go"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-keyword">type myStruct <span class="hljs-keyword">struct {

name <span class="hljs-typename">bool

userid <span class="hljs-typename">int64

}

<span class="hljs-keyword">var structZero myStruct

<span class="hljs-keyword">var intZero <span class="hljs-typename">int

<span class="hljs-keyword">var int32Zero <span class="hljs-typename">int32

<span class="hljs-keyword">var int64Zero <span class="hljs-typename">int64

<span class="hljs-keyword">var uintZero <span class="hljs-typename">uint

<span class="hljs-keyword">var uint8Zero <span class="hljs-typename">uint8

<span class="hljs-keyword">var uint32Zero <span class="hljs-typename">uint32

<span class="hljs-keyword">var uint64Zero <span class="hljs-typename">uint64

<span class="hljs-keyword">var byteZero <span class="hljs-typename">byte

<span class="hljs-keyword">var boolZero <span class="hljs-typename">bool

<span class="hljs-keyword">var float32Zero <span class="hljs-typename">float32

<span class="hljs-keyword">var float64Zero <span class="hljs-typename">float64

<span class="hljs-keyword">var stringZero <span class="hljs-typename">string

<span class="hljs-keyword">var funcZero <span class="hljs-keyword">func(<span class="hljs-typename">int) <span class="hljs-typename">int

<span class="hljs-keyword">var byteArrayZero [<span class="hljs-number">5]<span class="hljs-typename">byte

<span class="hljs-keyword">var boolArrayZero [<span class="hljs-number">5]<span class="hljs-typename">bool

<span class="hljs-keyword">var byteSliceZero []<span class="hljs-typename">byte

<span class="hljs-keyword">var boolSliceZero []<span class="hljs-typename">bool

<span class="hljs-keyword">var mapZero <span class="hljs-keyword">map[<span class="hljs-typename">string]<span class="hljs-typename">bool

<span class="hljs-keyword">var interfaceZero <span class="hljs-keyword">interface{}

<span class="hljs-keyword">var chanZero <span class="hljs-keyword">chan <span class="hljs-typename">int

<span class="hljs-keyword">var pointerZero *<span class="hljs-typename">int

<span class="hljs-keyword">func main() {

fmt.Println(<span class="hljs-string">"structZero: ", structZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"intZero: ", intZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"int32Zero: ", int32Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"int64Zero: ", int64Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"uintZero: ", uintZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"uint8Zero: ", uint8Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"uint32Zero: ", uint32Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"uint64Zero: ", uint64Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteZero: ", byteZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"boolZero: ", boolZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"float32Zero: ", float32Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"float64Zero: ", float64Zero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"stringZero: ", stringZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"funcZero: ", funcZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"funcZero == nil?", funcZero == <span class="hljs-constant">nil)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteArrayZero: ", byteArrayZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"boolArrayZero: ", boolArrayZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteSliceZero: ", byteSliceZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteSliceZero‘s len?", <span class="hljs-built_in">len(byteSliceZero))

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteSliceZero‘s cap?", <span class="hljs-built_in">cap(byteSliceZero))

fmt.Println(<span class="hljs-string">"byteSliceZero == nil?", byteSliceZero == <span class="hljs-constant">nil)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"boolSliceZero: ", boolSliceZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"mapZero: ", mapZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"mapZero‘s len?", <span class="hljs-built_in">len(mapZero))

fmt.Println(<span class="hljs-string">"mapZero == nil?", mapZero == <span class="hljs-constant">nil)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"interfaceZero: ", interfaceZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"interfaceZero == nil?", interfaceZero == <span class="hljs-constant">nil)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"chanZero: ", chanZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"chanZero == nil?", chanZero == <span class="hljs-constant">nil)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"pointerZero: ", pointerZero)

fmt.Println(<span class="hljs-string">"pointerZero == nil?", pointerZero == <span class="hljs-constant">nil)

}</code>

<code class="hljs bash">$ cd $GOPATH/src/typeassert_test

$ go build

$ ./typeassert_test</code>

您可以清楚的了解到各种类型的默认值。如bool的默认值是false，string的默认值是空串，byte的默认值是0，数组的默认就是这个数组成员类型的默认值所组成的数组等等。然而您或许会发现在上面的例子中：map、interface、pointer、slice、func、chan的默认值和nil是相等的。关于nil可以和什么样的类型做相等比较，您只需要知道nil可以赋值给哪些类型变量，那么就可以和哪些类型变量做相等比较。官方对此有明确的说明：http://pkg.golang.org/pkg/builtin/#Type，也可以看我的另一篇文章：golang: 详解interface和nil。所以现在您应该知道nil只能赋值给指针、channel、func、interface、map或slice类型的变量。如果您用int类型的变量跟nil做相等比较，panic会找上您。

对于字面量的值，编译器会有一个隐式转换。看下面的例子：

<code class="hljs go"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-keyword">func main() {

<span class="hljs-keyword">var myInt <span class="hljs-typename">int32 = <span class="hljs-number">5

<span class="hljs-keyword">var myFloat <span class="hljs-typename">float64 = <span class="hljs-number">0

fmt.Println(myInt)

fmt.Println(myFloat)

}</code>

对于myInt变量，它存储的就是int32类型的5；对于myFloat变量，它存储的是int64类型的0。或许您可能会写出这样的代码，但确实不是必须这么做的：

<code class="hljs go"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-keyword">func main() {

<span class="hljs-keyword">var myInt <span class="hljs-typename">int32 = <span class="hljs-typename">int32(<span class="hljs-number">5)

<span class="hljs-keyword">var myFloat <span class="hljs-typename">float64 = <span class="hljs-typename">float64(<span class="hljs-number">0)

fmt.Println(myInt)

fmt.Println(myFloat)

}</code>

在C中，大多数类型转换都是可以隐式进行的，比如：

<code class="hljs cpp"><span class="hljs-preprocessor">#<span class="hljs-keyword">include <stdio.h>

<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">int <span class="hljs-title">main<span class="hljs-params">(<span class="hljs-keyword">int argc, <span class="hljs-keyword">char **argv)

{

<span class="hljs-keyword">int uid = <span class="hljs-number">12345;

<span class="hljs-keyword">long gid = uid;

<span class="hljs-built_in">printf(<span class="hljs-string">"uid=%d, gid=%d\n", uid, gid);

<span class="hljs-keyword">return <span class="hljs-number">0;

}</code>

但是在golang中，您不能这么做。有个类似的例子：

<code class="hljs puppet"><span class="hljs-keyword">package <span class="hljs-keyword">main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

func <span class="hljs-keyword">main() <span class="hljs-keyword">{

var <span class="hljs-literal">uid int32 = <span class="hljs-number">12345

var <span class="hljs-built_in">gid int64 = int64(<span class="hljs-literal">uid)

fmt.<span class="hljs-constant">Printf(<span class="hljs-string">"uid=%d, gid=%d\n", <span class="hljs-literal">uid, <span class="hljs-built_in">gid)

<span class="hljs-keyword">}</code>

很显然，将uid赋值给gid之前，需要将uid强制转换成int64类型，否则会panic。golang中的类型区分静态类型和底层类型。您可以用type关键字定义自己的类型，这样做的好处是可以语义化自己的代码，方便理解和阅读。

<code class="hljs puppet"><span class="hljs-keyword">package <span class="hljs-keyword">main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-built_in">type <span class="hljs-constant">MyInt32 int32

func <span class="hljs-keyword">main() <span class="hljs-keyword">{

var <span class="hljs-literal">uid int32 = <span class="hljs-number">12345

var <span class="hljs-built_in">gid <span class="hljs-constant">MyInt32 = <span class="hljs-constant">MyInt32(<span class="hljs-literal">uid)

fmt.<span class="hljs-constant">Printf(<span class="hljs-string">"uid=%d, gid=%d\n", <span class="hljs-literal">uid, <span class="hljs-built_in">gid)

<span class="hljs-keyword">}</code>

在上面的代码中，定义了一个新的类型MyInt32。对于类型MyInt32来说，MyInt32是它的静态类型，int32是它的底层类型。即使两个类型的底层类型相同，在相互赋值时还是需要强制类型转换的。可以用reflect包中的Kind方法来获取相应类型的底层类型。

对于类型转换的截断问题，为了问题的简单化，这里只考虑具有相同底层类型之间的类型转换。小类型(这里指存储空间)向大类型转换时，通常都是安全的。下面是一个大类型向小类型转换的示例：

<code class="hljs puppet"><span class="hljs-keyword">package <span class="hljs-keyword">main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

func <span class="hljs-keyword">main() <span class="hljs-keyword">{

var <span class="hljs-built_in">gid int32 = <span class="hljs-number">0x12345678

var <span class="hljs-literal">uid int8 = int8(<span class="hljs-built_in">gid)

fmt.<span class="hljs-constant">Printf(<span class="hljs-string">"uid=%#x, gid=%#x\n", <span class="hljs-literal">uid, <span class="hljs-built_in">gid)

<span class="hljs-keyword">}</code>

在上面的代码中，gid为int32类型，也即占4个字节空间(在内存中占有4个存储单元)，因此这4个存储单元的值分别是：0x12, 0x34, 0x56, 0x78。但事实不总是如此，这跟cpu架构有关。在内存中的存储方式分为两种：大端序和小端序。大端序的存储方式是高位字节存储在低地址上；小端序的存储方式是高位字节存储在高地址上。本人的机器是按小端序来存储的，所以gid在我的内存上的存储序列是这样的：0x78, 0x56, 0x34, 0x12。如果您的机器是按大端序来存储，则gid的存储序列刚好反过来：0x12, 0x34, 0x56, 0x78。对于强制转换后的uid，肯定是产生了截断行为。因为uid只占1个字节，转换后的结果必然会丢弃掉多余的3个字节。截断的规则是：保留低地址上的数据，丢弃多余的高地址上的数据。来看下测试结果：

<code class="hljs bash">$ cd $GOPATH/src/typeassert_test

$ go build

$ ./typeassert_test

uid=0x78, gid=0x12345678</code>

如果您的输出结果是：

1	`<code class="hljs nix"><span class="hljs-variable">uid=<span class="hljs-number">0x12, <span class="hljs-variable">gid=<span class="hljs-number">0x12345678</span></span></span></span></code>`

那么请不要惊讶，因为您的机器是属于大端序存储。

其实很容易根据上面所说的知识来判断是属于大端序或小端序：

<code class="hljs go"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-keyword">func IsBigEndian() <span class="hljs-typename">bool {

<span class="hljs-keyword">var i <span class="hljs-typename">int32 = <span class="hljs-number">0x12345678

<span class="hljs-keyword">var b <span class="hljs-typename">byte = <span class="hljs-typename">byte(i)

<span class="hljs-keyword">if b == <span class="hljs-number">0x12 {

<span class="hljs-keyword">return <span class="hljs-constant">true

}

<span class="hljs-keyword">return <span class="hljs-constant">false

}

<span class="hljs-keyword">func main() {

<span class="hljs-keyword">if IsBigEndian() {

fmt.Println(<span class="hljs-string">"大端序")

} <span class="hljs-keyword">else {

fmt.Println(<span class="hljs-string">"小端序")

}

}</code>

<code class="hljs bash">$ cd $GOPATH/src/typeassert_test

$ go build

$ ./typeassert_test

小端序</code>

接口的转换遵循以下规则：

普通类型向接口类型的转换是隐式的。
接口类型向普通类型转换需要类型断言。

普通类型向接口类型转换的例子随处可见，例如：

<code class="hljs scala"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

func main() {

<span class="hljs-keyword">var <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val<span class="hljs-title"> interface{} = <span class="hljs-string">"hello"

fmt.<span class="hljs-type">Println(<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val)

<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val<span class="hljs-title"> = []byte{‘a‘, ‘b‘, ‘c‘}

fmt.<span class="hljs-type">Println(<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val)

}</code>

正如您所预料的，"hello"作为string类型存储在interface{}类型的变量val中，[]byte{‘a‘, ‘b‘, ‘c‘}作为slice存储在interface{}类型的变量val中。这个过程是隐式的，是编译期确定的。

接口类型向普通类型转换有两种方式：Comma-ok断言和switch测试。任何实现了接口I的类型都可以赋值给这个接口类型变量。由于 interface{}包含了0个方法，所以任何类型都实现了interface{}接口，这就是为什么可以将任意类型值赋值给interface{}类型的变量，包括nil。还有一个要注意的就是接口的实现问题，*T包含了定义在T和*T上的所有方法，而T只包含定义在T上的方法。我们来看一个例子：

<code class="hljs swift">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-comment">// 演讲者接口

type <span class="hljs-type">Speaker interface {

<span class="hljs-comment">// 说

<span class="hljs-type">Say(string)

<span class="hljs-comment">// 听

<span class="hljs-type">Listen(string) string

<span class="hljs-comment">// 打断、插嘴

<span class="hljs-type">Interrupt(string)

}

<span class="hljs-comment">// 王兰讲师

type <span class="hljs-type">WangLan <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">struct {

msg string

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *WangLan) <span class="hljs-title">Say<span class="hljs-params">(msg string) {

fmt.<span class="hljs-type">Printf(<span class="hljs-string">"王兰说：%s\n", msg)

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *WangLan) <span class="hljs-title">Listen<span class="hljs-params">(msg string) <span class="hljs-title">string {

this.msg = msg

<span class="hljs-keyword">return msg

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *WangLan) <span class="hljs-title">Interrupt<span class="hljs-params">(msg string) {

this.<span class="hljs-type">Say(msg)

}

<span class="hljs-comment">// 江娄讲师

type <span class="hljs-type">JiangLou <span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">struct {

msg string

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *JiangLou) <span class="hljs-title">Say<span class="hljs-params">(msg string) {

fmt.<span class="hljs-type">Printf(<span class="hljs-string">"江娄说：%s\n", msg)

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *JiangLou) <span class="hljs-title">Listen<span class="hljs-params">(msg string) <span class="hljs-title">string {

this.msg = msg

<span class="hljs-keyword">return msg

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-params">(this *JiangLou) <span class="hljs-title">Interrupt<span class="hljs-params">(msg string) {

this.<span class="hljs-type">Say(msg)

}

<span class="hljs-func"><span class="hljs-keyword">func <span class="hljs-title">main<span class="hljs-params">() {

wl := &<span class="hljs-type">WangLan{}

jl := &<span class="hljs-type">JiangLou{}

<span class="hljs-keyword">var person <span class="hljs-type">Speaker

person = wl

person.<span class="hljs-type">Say(<span class="hljs-string">"Hello World!")

person = jl

person.<span class="hljs-type">Say(<span class="hljs-string">"Good Luck!")

}</code>

Speaker接口有两个实现WangLan类型和JiangLou类型。但是具体到实例来说，变量wl和变量jl只有是对应实例的指针类型才真正能被Speaker接口变量所持有。这是因为WangLan类型和JiangLou类型所有对Speaker接口的实现都是在*T上。这就是上例中 person能够持有wl和jl的原因。

想象一下java的泛型(很可惜golang不支持泛型)，java在支持泛型之前需要手动装箱和拆箱。由于golang能将不同的类型存入到接口类型的变量中，使得问题变得更加复杂。所以有时候我们不得不面临这样一个问题：我们究竟往接口存入的是什么样的类型？有没有办法反向查询？答案是肯定的。

Comma-ok断言的语法是：value, ok := element.(T)。element必须是接口类型的变量，T是普通类型。如果断言失败，ok为false，否则ok为true并且value为变量的值。来看个例子：

<code class="hljs cs"><span class="hljs-function">package main

<span class="hljs-title">import <span class="hljs-params">(

<span class="hljs-string">"fmt"

)

type Html []<span class="hljs-keyword">interface{}

<span class="hljs-function">func <span class="hljs-title">main<span class="hljs-params">() {

html := make(Html, <span class="hljs-number">5)

html[<span class="hljs-number">0] = <span class="hljs-string">"div"

html[<span class="hljs-number">1] = <span class="hljs-string">"span"

html[<span class="hljs-number">2] = []<span class="hljs-keyword">byte(<span class="hljs-string">"script")

html[<span class="hljs-number">3] = <span class="hljs-string">"style"

html[<span class="hljs-number">4] = <span class="hljs-string">"head"

<span class="hljs-keyword">for index, element := range html {

<span class="hljs-keyword">if <span class="hljs-keyword">value, ok := element.(<span class="hljs-keyword">string); ok {

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"html[%d] is a string and its value is %s\n", index, <span class="hljs-keyword">value)

} <span class="hljs-keyword">else <span class="hljs-keyword">if <span class="hljs-keyword">value, ok := element.([]<span class="hljs-keyword">byte); ok {

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"html[%d] is a []byte and its value is %s\n", index, <span class="hljs-keyword">string(<span class="hljs-keyword">value))

}

其实Comma-ok断言还支持另一种简化使用的方式：value := element.(T)。但这种方式不建议使用，因为一旦element.(T)断言失败，则会产生运行时错误。如：

<code class="hljs scala"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

func main() {

<span class="hljs-keyword">var <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val<span class="hljs-title"> interface{} = <span class="hljs-string">"good"

fmt.<span class="hljs-type">Println(<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">val.(string))

<span class="hljs-comment">// fmt.Println(val.(int))

}</code>

以上的代码中被注释的那一行会运行时错误。这是因为val实际存储的是string类型，因此断言失败。

还有一种转换方式是switch测试。既然称之为switch测试，也就是说这种转换方式只能出现在switch语句中。可以很轻松的将刚才用Comma-ok断言的例子换成由switch测试来实现：

<code class="hljs go"><span class="hljs-keyword">package main

<span class="hljs-keyword">import (

<span class="hljs-string">"fmt"

)

<span class="hljs-keyword">type Html []<span class="hljs-keyword">interface{}

<span class="hljs-keyword">func main() {

html := <span class="hljs-built_in">make(Html, <span class="hljs-number">5)

html[<span class="hljs-number">0] = <span class="hljs-string">"div"

html[<span class="hljs-number">1] = <span class="hljs-string">"span"

html[<span class="hljs-number">2] = []<span class="hljs-typename">byte(<span class="hljs-string">"script")

html[<span class="hljs-number">3] = <span class="hljs-string">"style"

html[<span class="hljs-number">4] = <span class="hljs-string">"head"

<span class="hljs-keyword">for index, element := <span class="hljs-keyword">range html {

<span class="hljs-keyword">switch value := element.(<span class="hljs-keyword">type) {

<span class="hljs-keyword">case <span class="hljs-typename">string:

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"html[%d] is a string and its value is %s\n", index, value)

<span class="hljs-keyword">case []<span class="hljs-typename">byte:

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"html[%d] is a []byte and its value is %s\n", index, <span class="hljs-typename">string(value))

<span class="hljs-keyword">case <span class="hljs-typename">int:

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"invalid type\n")

<span class="hljs-keyword">default:

fmt.Printf(<span class="hljs-string">"unknown type\n")

}

<code class="hljs bash">$ cd $GOPATH/src/typeassert_test

$ go build

$ ./typeassert_test</code>

时间： 2024-10-29 00:07:41

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