34. 图解 Go 语言：静态类型与动态类型

2020-06-15 00:00:00 代码 变量 接口 静态 类型

Hi，大家好，我是明哥。

在自己学习 Golang 的这段时间里，我写了详细的学习笔记放在我的个人微信公众号 《Go编程时光》，对于 Go 语言，我也算是个初学者，因此写的东西应该会比较适合刚接触的同学，如果你也是刚学习 Go 语言，不防关注一下，一起学习，一起成长。

我的在线博客：golang.iswbm.com 我的 Github：github.com/iswbm/GolangCodingTime

1. 静态类型

所谓的静态类型（即 static type），就是变量声明的时候的类型。

var age int   // int 是静态类型
var name string  // string 也是静态类型复制代码

它是你在编码时，肉眼可见的类型。

2. 动态类型

所谓的 动态类型（即 concrete type，也叫具体类型）是 程序运行时系统才能看见的类型。

这是什么意思呢？

我们都知道 空接口 可以承接什么问题类型的值，什么 int 呀，string 呀，都可以接收。

比如下面这几行代码

var i interface{}   

i = 18  
i = "Go编程时光"  复制代码

行：我们在给 i 声明了 interface{} 类型，所以 i 的静态类型就是 interface{}

第二行：当我们给变量 i 赋一个 int 类型的值时，它的静态类型还是 interface{}，这是不会变的，但是它的动态类型此时变成了 int 类型。

第三行：当我们给变量 i 赋一个 string 类型的值时，它的静态类型还是 interface{}，它还是不会变，但是它的动态类型此时又变成了 string 类型。

从以上，可以知道，不管是 i=18 ，还是 i="Go编程时光"，都是当程序运行到这里时，变量的类型，才发生了改变，这就是我们开始所说的 动态类型是程序运行时系统才能看见的类型。

3. 接口组成

每个接口变量，实际上都是由一 pair 对（type 和 data）组合而成，pair 对中记录着实际变量的值和类型。

比如下面这条语句

var age int = 25复制代码

我们声明了一个 int 类型变量，变量名叫 age ，其值为 25

知道了接口的组成后，我们在定义一个变量时，除了使用常规的方法（可参考：02. 学习五种变量创建的方法）

也可以使用像下面这样的方式

package main

import "fmt"

func main() {
    age := (int)(25)
    //或者使用 age := (interface{})(25)

    fmt.Printf("type: %T, data: %v ", age, age)
}复制代码

输出如下

type: int, data: 25复制代码

4. 接口细分

根据接口是否包含方法，可以将接口分为 iface 和 eface。

iface

种：iface，表示带有一组方法的接口。

比如

type Phone interface {
   call()
}复制代码

iface 的具体结构可用如下一张图来表示

iface 的源码如下：

// runtime/runtime2.go
// 非空接口
type iface struct {
    tab  *itab
    data unsafe.Pointer
}

// 非空接口的类型信息
type itab struct {
    inter  *interfacetype  // 接口定义的类型信息
    _type  *_type      // 接口实际指向值的类型信息
    link   *itab  
    bad    int32
    inhash int32
    fun    [1]uintptr   // 接口方法实现列表，即函数地址列表，按字典序排序
}

// runtime/type.go
// 非空接口类型，接口定义，包路径等。
type interfacetype struct {
   typ     _type
   pkgpath name
   mhdr    []imethod      // 接口方法声明列表，按字典序排序
}
// 接口的方法声明 
type imethod struct {
   name nameOff          // 方法名
   ityp typeOff                // 描述方法参数返回值等细节
}复制代码

eface

第二种：eface，表示不带有方法的接口

比如

var i interface{} 复制代码

eface 的源码如下：

// src/runtime/runtime2.go
// 空接口
type eface struct {
    _type *_type
    data  unsafe.Pointer
}复制代码

5.理解动态类型

前两节，我们知道了什么是动态类型？如何让一个对象具有动态类型？

后两节，我们知道了接口分两种，它们的内部结构各是什么样的？

那后一节，可以将前面四节的内容结合起来，看看在给一个空接口类型的变量赋值时，接口的内部结构会发生怎样的变化 。

iface

先来看看 iface，有如下一段代码：

var reader io.Reader 

tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)
if err != nil {
    return nil, err
}

reader = tty复制代码

行代码：var reader io.Reader ，由于 io.Reader 接口包含 Read 方法，所以 io.Reader 是 iface，此时 reader 对象的静态类型是 io.Reader，暂无动态类型。

后一行代码：reader = tty，tty 是一个 *os.File 类型的实例，此时reader 对象的静态类型还是 io.Reader，而动态类型变成了 *os.File。

eface

再来看看 eface，有如下一段代码：

//不带函数的interface
var empty interface{}

tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)
if err != nil {
    return nil, err
}

empty = tty复制代码

行代码：var empty interface{}，由于 interface{} 是一个 eface，其只有一个 _type 可以存放变量类型，此时 empty 对象的（静态）类型是 nil。

后一行代码：empty = tty，tty 是一个 *os.File 类型的实例，此时 _type 变成了 *os.File。

6. 反射的必要性

由于动态类型的存在，在一个函数中接收的参数的类型有可能无法预先知晓，此时我们就要对参数进行反射，然后根据不同的类型做不同的处理。

关于 反射 的内容有点多，我将其安排在下一篇。

参考文章

  • 图解go反射实现原理

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