【go】静态类型与动态类型

静态类型与动态类型

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

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 可以承接任意类型的值，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"

第一行：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，这就是我们最开始所说的 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

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),age的静态类型是interface{}

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

解释age := (interface{})(25)这段代码：

1. (interface{}) 是类型转换
   • (interface{})(25) 将整型值 25 显式转换为 interface{} 类型。
   • 这种转换不会改变值本身（即动态值仍然是 25），但会将值包装成一个接口类型的变量。
2. 静态类型
   • 静态类型是由编译器在编译时确定的类型。
   • 在这里，age 被显式声明为 interface{} 类型，因此它的静态类型是 interface{}。
3. 动态类型和动态值
   • 动态类型是实际存储的值的类型，在这里是 int。
   • 动态值是实际存储的值，在这里是 25。

输出如下

type: int, data: 25

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

第一种：iface，表示带有一组方法的接口。

比如

type Phone interface {
   call()
}

iface 的具体结构可用如下一张图来表示

​ iface 结构

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
}

eface

第二种：eface，表示不带有方法的接口

比如

var i interface{}

eface 的源码如下：

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

​ eface 结构组成

5.理解动态类型

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

第一行代码：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。

最后一行代码：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

第一行代码：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。eface的_type指针指的是动态类型，数据指针指的是值，但是仍有静态属性（定义时的interface{}），只是不关注

最后一行代码：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。