2.11 Go接口内部实现

作用

主要是处理数学当中的函数，根据函数画出函数表达的三维立体图片

示例代码

package main
​
/* 创建一个算术表达式接口 */
type Expr interface {
​
}
​
/* 声明可能的数据类型 */
// Var表示一个变量。如:x
type Var string
​
// literal表示数字常量。如:3.14
type literal float64
​
// unary表示一元操作符表达式。如:-x
type unary struct {
    op rune // "+","-"中的一个
    x Expr
}
​
// binary表示二元操作符表达式。如:x+y
type binary struct {
    op rune // "+","-","*","/"中的一个
    x, y Expr
}
​
// call表示函数调用表达式
type call struct {
    fn string // pow\sin\sqrt函数中的一个
    args []Expr
}

对包含变量的表达式进行求值，需要一个上下文 (environment) 来把变量映射到数值:

// 添加上下文把变量映射到数值
type Env map[Var]float64

让每个表达式提供一个方法来返回表达式在一个给定上下文下的值(因为每个表达式都需要返回所以定义在接口当中):

/* 创建一个算术表达式接口 */
type Expr interface {
    // 每个表达式都必须都需要返回，所以在接口当中定义该方法
    Eval(env Env)float64
}

具体的Eval方法。Var的Eval方法从上下文中查询结果，如果变量不存在则返回0 literal的Eval方法则直接返冋本身的值:

// Var和Eval类型的数据实现接口当中的方法
func (v Var) Eval(env Env) float64 {
    return env[v]
}
​
func (l literal) Eval(env Env) float64 {
    return float64(l)
}

unary和binary的Eval方法首先对它们的操作数递归求值，然后应用op操作。不把除以 0 或者无穷大当做错误:

// `unary`和`binary`的`Eval`方法首先对它们的操作数递归求值，然后应用`op`操作。不把除以 0 或者无穷大当做错误
func (u unary) Eval(env Env) float64 {
    // switch进行类型断言
    switch u.op {
    case '+':
        return +u.x.Eval(env)
    case '-':
        return -u.x.Eval(env)
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的操作:%q", u.op))
}
​
func (b binary) Eval(env Env) float64 {
    // 进行类型断言
    switch b.op {
    case '+':
        return b.x.Eval(env) + b.y.Eval(env)
    case '-':
        return b.x.Eval(env) - b.y.Eval(env)
    case '*':
        return b.x.Eval(env) * b.y.Eval(env)
    case '/':
        return b.x.Eval(env) / b.y.Eval(env)
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的流操作:%q", b.op))
}

call方法先对pow、sin或者sqrt函数的参数求值，再调用math包中的对应函数:

// `call`方法先对`pow`、`sin`或者`sqrt`函数的参数求值，再调用`math`包中的对应函数
func (c call) Eval(env Env) float64 {
    switch c.fn {
    case "pow":
        return math.Pow(c.args[0].Eval(env), c.args[1].Eval(env))
    case "sin":
        return math.Sin(c.args[0].Eval(env))
    case "sqrt":
        return math.Sqrt(c.args[0].Eval(env))
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的呼叫方法:%s", c.fn))
}
/*
call 表达式可能会遇到未知的函数，或者参数数量不对。也有可能用“!”或者“<”这类无效的操作符构造了一个 unary 或 binary 表达式
*/

整体代码

package main
​
import (
    "fmt"
    "math"
)
​
/* 创建一个算术表达式接口 */
type Expr interface {
    // 每个表达式都必须都需要返回，所以在接口当中定义该方法
    Eval(env Env)float64
}
​
/* 声明可能的数据类型 */
// Var表示一个变量。如:x
type Var string
​
// literal表示数字常量。如:3.14
type literal float64
​
// unary表示一元操作符表达式。如:-x
type unary struct {
    op rune // "+","-"中的一个
    x Expr
}
​
// binary表示二元操作符表达式。如:x+y
type binary struct {
    op rune // "+","-","*","/"中的一个
    x, y Expr
}
​
// call表示函数调用表达式
type call struct {
    fn string // pow\sin\sqrt函数中的一个
    args []Expr
}
​
// 添加上下文把变量映射到数值
type Env map[Var]float64
​
// Var和Eval类型的数据实现接口当中的方法
func (v Var) Eval(env Env) float64 {
    return env[v]
}
​
func (l literal) Eval(env Env) float64 {
    return float64(l)
}
​
// `unary`和`binary`的`Eval`方法首先对它们的操作数递归求值，然后应用`op`操作。不把除以 0 或者无穷大当做错误
func (u unary) Eval(env Env) float64 {
    // switch进行类型断言
    switch u.op {
    case '+':
        return +u.x.Eval(env)
    case '-':
        return -u.x.Eval(env)
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的操作:%q", u.op))
}
​
func (b binary) Eval(env Env) float64 {
    // 进行类型断言
    switch b.op {
    case '+':
        return b.x.Eval(env) + b.y.Eval(env)
    case '-':
        return b.x.Eval(env) - b.y.Eval(env)
    case '*':
        return b.x.Eval(env) * b.y.Eval(env)
    case '/':
        return b.x.Eval(env) / b.y.Eval(env)
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的流操作:%q", b.op))
}
​
// `call`方法先对`pow`、`sin`或者`sqrt`函数的参数求值，再调用`math`包中的对应函数
func (c call) Eval(env Env) float64 {
    switch c.fn {
    case "pow":
        return math.Pow(c.args[0].Eval(env), c.args[1].Eval(env))
    case "sin":
        return math.Sin(c.args[0].Eval(env))
    case "sqrt":
        return math.Sqrt(c.args[0].Eval(env))
    }
​
    // 抛出异常
    panic(fmt.Sprintf("不支持的呼叫方法:%s", c.fn))
}