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Golang 接口：隐式实现、nil 与 iface

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上一篇写了 值接收者与指针接收者，核心落在拷贝语义和方法集。接口赋值正是按方法集来的：类型有没有实现某个接口，依据是是否实现了对应的方法。接下来我们讨论接口——隐式实现、空接口、nil 陷阱，以及运行时那两个字。

隐式实现

接口只描述「能做什么」。方法签名一致，类型就算实现了该接口，不必显式声明：

type Shape interface {
    Area() float64
}

type Rect struct{ W, H float64 }

func (r Rect) Area() float64 { return r.W * r.H }

func PrintArea(s Shape) {
    fmt.Println(s.Area())
}

PrintArea(Rect{3, 4}) // 12

空接口

interface{} 没有方法，因此任何类型都满足它。Go 1.18 起 any 是它的别名。他可以接收任意类型的值，但编译器不知道里面是什么类型，要用类型断言拿出来；失败且不带 ok 会直接 panic：

var i any = "hello"
s, ok := i.(string)
fmt.Println(s, ok) // hello true

nil 接口与「装着 nil 的接口」

接口变量为 nil，要求类型信息和数据指针都为空。把一个 nil 指针装进去，类型那一侧已经不是空的了：

var p *int = nil
var i any = p
fmt.Println(i == nil) // false

var j any
fmt.Println(j == nil) // true

eface 与 iface

运行时里，接口变量是两个指针并排：一个指向类型信息，一个指向实际数据。空接口（any）对应 eface，带方法的接口对应 iface：

// Go 1.25 src/runtime/runtime2.go:178-186
type iface struct {
	tab  *itab
	data unsafe.Pointer
}

type eface struct {
	_type *_type
	data  unsafe.Pointer
}

data 指向具体值，一般不把值嵌进接口变量自己里面。把非指针值赋给接口时，往往会先拷一份出来（装箱），小整数等少数情况可以走静态表，其余容易逃逸到堆。go build -gcflags="-m" 里看到 escapes to heap，接口赋值是常见原因之一。

eface 和 iface 是接口变量的两种布局；itab 只出现在带方法的那种里。any 的第一字是 _type，直接指向具体类型；Shape 这类接口的第一字是 tab，指向一张 itab。同一对「接口 × 具体类型」共用一张表，变量自己只握着 tab 和 data。调用 s.Speak() 时从 tab 取出入口再间接跳转，通常也无法内联。

这也解释了上一节：i == nil 比较的是这两个指针是否都为空。_type/tab 已经指向 *int 或 *MyError 时，接口就不是 nil。

断言到具体类型，比的是类型这一侧：any 上比 _type 和 T 的类型描述符是不是同一地址；带方法的接口上先看 tab 是否为空，再比 tab.Type。对得上就把 data 按 T 取出。type switch 按 case 书写顺序逐个比，N 个分支最坏要比 N 次。

接口实现原理

写 var s Shape = Rect{} 时，编译器在编译阶段就核对 Rect 是否实现了 Shape，过不了则编译失败。核对走 MissingMethod，把接口的每个方法拿到具体类型的方法集里查，同名、签名一致才算有这个方法，否则报错 does not implement。

编译通过之后，运行时为「接口 + 具体类型」准备一张 itab：Inter 是接口，Type 是具体类型，Fun 按接口方法顺序存放实现地址。Fun 写成长度 1，实际按方法数变长；Fun[0] == 0 表示没实现。

// src/internal/abi/iface.go:14-19
// getitab、itabInit 见 src/runtime/iface.go。
type ITab struct {
	Inter *InterfaceType
	Type  *Type
	Hash  uint32
	Fun   [1]uintptr // variable sized. fun[0]==0 means Type does not implement Inter.
}

构造这张 itab 走 getitab：先在 itabTable 里找这对组合，没有就加锁、分配，再交给 itabInit。itabInit 把两边都按名字排过序的方法同步往后扫，名字、签名一致且方法导出或同属一个包，就把实现地址写入 Fun。找不到则留下 Fun[0] == 0。同一对类型第二次走 getitab，基本只是查已有的 itab。

组合与用法

接口可以嵌接口。标准库的 io.ReadWriter、io.ReadWriteCloser 都是这样，小接口拼起来。

// Go 1.25 src/io/io.go:86-134
type Reader interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

type ReadWriter interface {
    Reader
    Writer
}

实践上几条就够用，接口定义在使用方，而不是实现方；接口尽量小，io.Reader 一个方法反而是强抽象；函数签名倾向「参数收接口，返回给具体类型」。热路径上接口调用有成本，需要再换成具体类型或泛型。

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Golang 方法接收者：值接收者与指针接收者