使用更广泛的方法签名实现接口

Question

在 Go 中，有没有办法使用方法来实现接口，其中实现中对应方法的返回类型“比”预期的返回类型“宽”？

这很难解释，所以这里举个例子。在 Go Playground 中运行以下示例代码时出现此错误：

./prog.go:36:14: cannot use BirdImpl{} (type BirdImpl) as type Animal in argument to foo:
    BirdImpl does not implement Animal (wrong type for Move method)
        have Move() BirdMoveResult
        want Move() AnimalMoveResult

（其中BirdMoveResult“比”AnimalMoveResult“宽”，因为BirdMoveResult 的任何实现也是AnimalMoveResult 的实现）

package main

type (
    Animal interface {
        Move() AnimalMoveResult
    }
    Bird interface {
        Move() BirdMoveResult
    }
    AnimalMoveResult interface {
        GetDistance() int
    }
    BirdMoveResult interface {
        GetDistance() int
        GetHeight() int
    }
    BirdImpl struct{}
    BirdMoveResultImpl struct{}
)

// Some implementation of BirdImpl.Move
// Some implementation of BirdMoveResultImpl.GetDistance
// Some implementation of BirdMoveResultImpl.GetHeight

func foo(animal Animal) int {
    return animal.Move().GetDistance()
}

func main() {
    foo(BirdImpl{})  // This fails because BirdImpl doesn't implement Animal. My question is why not?
}

我知道 Move() 方法签名不完全匹配，因为返回类型不同，因此 Go 不会将 BirdImpl 视为 Animal 的实现。然而，如果 Go 比较返回类型，BirdMoveResult 的任何实现也将实现AnimalMoveResult。那么，Move() BirdMoveResult 不应该是Move() AnimalMoveResult 的可接受实现吗（如果不是，为什么不呢）？

编辑：在实际场景中，Animal、AnimalMoveResult 和foo 是外部包的一部分。在我自己的代码中，我希望能够使用我自己的接口方法扩展AnimalMoveResult（就像在示例中使用BirdMoveResult 所做的那样），同时仍然能够通过使用扩展接口来使用foo。

Answer 1

这类问题通常是由于：

• 过早的接口
• 假接口，或“冒泡包装”（见我的咆哮here）
• 并行接口

您遇到的错误与第 3 个问题最为相关，但每个错误都出现在您的示例设计中。

好的接口应该传达（在他们的名字和他们的方法签名中）一组行为。接口的名称应该隐含在它所包含的方法中，因为名称只是为了捕捉该行为的本质。

似乎为此目的唯一需要的接口是：

type Mover interface {
    Move() MoveResult
}

对于 MoveResult，您可以这样做（如果您愿意，可以将 float 与 int 交换）：

type MoveResult struct {
    Distance, Height float64
}

考虑到以下假设，这种类型可以作为结构正常工作：

• 移动结果只是数据点（它们不需要是动态的；您可以设置值并保留它们）
• “额外”数据（如高度）在未指定时以零值正常工作。

现在，实现鸟类型：

type Bird struct {
    // some internal data
}

func (b *Bird) Move() MoveResult {
    // some movement calculations
    return MoveResult{Distance: howFar, Height: howHigh}
}

现在实现 foo：

func foo(m Mover) float64 {
    return m.Move().Distance
}

现在在 main 中使用它：

func main() {
    foo(&Bird{})
}

现在我们可以将其他类型的Movers 添加到程序中，并将它们与foo 一起使用而不会出现问题。

---

解决您的评论，其中Animal、AnimalMoveResult 和foo 都是外部的，您无法修改它们：

我如何根据我的理解提出问题：有这个函数foo，旨在接受一个名为Animal 的接口，其特点是它如何返回专有类型。您想将您的类型 Bird 用作 Animal，但您无法将您想要的所有行为都放入该专有返回类型中。

那么如何解决呢？

实现您自己的更广泛的返回类型

type birdMoveResult struct {
    // some internal data
}

func (r birdMoveResult) GetDistance() int {
    // get the distance
}

func (r birdMoveResult) GetHeight() int {
    // get the height
}

现在，实现 Bird 类型

type Bird struct {
    // some internal data
}

func (b *Bird) Move() AnimalMoveResult {
    var result birdMoveResult
    // calculate the move result
    return birdMoveResult
}

注意Move 返回AnimalMoveResult 类型，所以现在Bird 将满足Animal 接口。我们能够这样做是因为birdMoveResult 满足AnimalMoveresult 类型，所以在这里返回它是合法的。

剩下的问题是Bird 的Move 方法缩小了宽界面，我们实际上已经失去了您添加的新功能。为了在满足Animal接口的同时取回它，我们根本不能更改Move方法签名。这里有 2 种可能的解决方法。

1. 当使用你的鸟类型时，你可以type-assert结果来获得额外方法的访问权限

var b Bird
// ...
height := b.Move().(birdMoveResult).GetHeight()

1. 向Bird 添加一个新方法，该方法返回更宽的类型，而现有Move 具有相同的签名

func (b *Bird) MoveFull() birdMoveResult {
    var result birdMoveResult
    // calculate the move result
    return birdMoveResult
}

func (b *Bird) Move() AnimalMoveResult {
    return b.MoveFull()
}

height := b.MoveFull().GetHeight()

其中任何一个都可以，这主要是一个偏好问题。

Answer 2

在 Go 中，有没有办法使用方法来实现接口，其中实现中对应方法的返回类型“比”预期的返回类型“宽”？

没有。方法签名必须在字面上匹配。 Go 没有协变或逆变的概念。

Answer 3

Go 的类型系统使用类型名称匹配。即使返回具有不同类型名称的相同接口也会失败。

但是，您可以声明该方法以满足接口的要求，但返回一个可以进行类型断言的更广泛的实现。