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无闻
2015-11-02 08:10:31 -05:00
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@@ -17,6 +17,7 @@
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## 适用人群 ## 适用人群

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@@ -44,7 +44,7 @@ Go 语言中的接口都很简短,通常它们会包含 0 个、最多 3 个
第一个例子: 第一个例子:
示例 11.1 interfaces.go 示例 11.1 [interfaces.go](examples/chapter_11/interfaces.go)
```go ```go
package main package main
@@ -100,7 +100,7 @@ func main() {
扩展一下上面的例子,类型 `Rectangle` 也实现了 `Shaper` 接口。接着创建一个 `Shaper` 类型的数组,迭代它的每一个元素并在上面调用 `Area()` 方法,以此来展示多态行为: 扩展一下上面的例子,类型 `Rectangle` 也实现了 `Shaper` 接口。接着创建一个 `Shaper` 类型的数组,迭代它的每一个元素并在上面调用 `Area()` 方法,以此来展示多态行为:
示例 11.2 interfaces_poly.go 示例 11.2 [interfaces_poly.go](examples/chapter_11/interfaces_poly.go)
```go ```go
package main package main
@@ -156,7 +156,7 @@ func main() {
下面是一个更具体的例子:有两个类型 `stockPosition``car`,它们都有一个 `getValue()` 方法,我们可以定义一个具有此方法的接口 `valuable`。接着定义一个使用 `valuable` 类型作为参数的函数 `showValue()`,所有实现了 `valuable` 接口的类型都可以用这个函数。 下面是一个更具体的例子:有两个类型 `stockPosition``car`,它们都有一个 `getValue()` 方法,我们可以定义一个具有此方法的接口 `valuable`。接着定义一个使用 `valuable` 类型作为参数的函数 `showValue()`,所有实现了 `valuable` 接口的类型都可以用这个函数。
示例 11.3 valuable.go 示例 11.3 [valuable.go](examples/chapter_11/valuable.go)
```go ```go
package main package main

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@@ -0,0 +1,313 @@
# 11.12 接口与动态类型
## 11.12.1 Go的动态类型
在经典的 OO 语言(像 C++Java 和 C#)中数据和方法被封装为 `类的概念`:类包含它们两者,并且不能剥离。
Go 没有类:数据(结构体或更一般的类型)和方法是一种松耦合的正交关系。
Go 中的接口跟 Java/C# 类似:都是必须提供一个指定方法集的实现。但是更加灵活通用:任何提供了接口方法实现代码的类型都隐式地实现了该接口,而不用显式地声明。
和其它语言相比Go 是唯一结合了接口值,静态类型检查(是否该类型实现了某个接口),运行时动态转换的语言,并且不需要显式地声明类型是否满足某个接口。该特性允许我们在不改变已有的代码的情况下定义和使用新接口。
接收一个(或多个)接口类型作为参数的函数,可以被实现了该接口的类型实例调用。`实现了某个接口的类型可以被传给任何以此接口为参数的函数`
类似于 Python 和 Ruby 这类动态语言中的 `动态类型duck typing`;这意味着对象可以根据提供的方法被处理(例如,作为参数传递给函数),而忽略它们的实际类型:它们能做什么比它们是什么更重要。
这在程序 duck_dance.go 中得以阐明,函数 DuckDance 接受一个 IDuck 接口类型变量。仅当 DuckDance 被实现了 IDuck 接口的类型调用时程序才能编译通过。
示例 11.16 [duck_dance.go](examples/chapter_11/duck_dance.go)
```go
package main
import "fmt"
type IDuck interface {
Quack()
Walk()
}
func DuckDance(duck IDuck) {
for i := 1; i <= 3; i++ {
duck.Quack()
duck.Walk()
}
}
type Bird struct {
// ...
}
func (b *Bird) Quack() {
fmt.Println("I am quacking!")
}
func (b *Bird) Walk() {
fmt.Println("I am walking!")
}
func main() {
b := new(Bird)
DuckDance(b)
}
/** Output:
I am quacking!
I am walking!
I am quacking!
I am walking!
I am quacking!
I am walking!
*/
```
如果 `Bird` 没有实现 `Walk()`(把它注释掉),会得到一个编译错误:
```
cannot use b (type *Bird) as type IDuck in function argument:
*Bird does not implement IDuck (missing Walk method)
```
如果对 `cat` 调用函数 `DuckDance()`Go 会提示编译错误,但是 Python 和 Ruby 会以运行时错误结束。
## 11.12.2 动态方法调用
像 PythonRuby 这类语言,动态类型是延迟绑定的(在运行时进行):方法只是用参数和变量简单地调用,然后在运行时才解析(它们很可能有像 `responds_to` 这样的方法来检查对象是否可以响应某个方法,但是这也意味着更大的编码量和更多的测试工作)
Go 的实现与此相反,通常需要编译器静态检查的支持:当变量被赋值给一个接口类型的变量时,编译器会检查其是否实现了该接口的所有函数。如果方法调用作用于像 `interface{}` 这样的“泛型”上,你可以通过类型断言(参见 11.3 节)来检查变量是否实现了相应接口。
例如,你用不同的类型表示 XML 输出流中的不同实体。然后我们为 XML 定义一个如下的“写”接口(甚至可以把它定义为私有接口):
```go
type xmlWriter interface {
WriteXML(w io.Writer) error
}
```
现在我们可以实现适用于该流类型的任何变量的 `StreamXML` 函数,并用类型断言检查传入的变量是否实现了该接口;如果没有,我们就调用内建的 `encodeToXML` 来完成相应工作:
```go
// Exported XML streaming function.
func StreamXML(v interface{}, w io.Writer) error {
if xw, ok := v.(xmlWriter); ok {
// Its an xmlWriter, use method of asserted type.
return xw.WriteXML(w)
}
// No implementation, so we have to use our own function (with perhaps reflection):
return encodeToXML(v, w)
}
// Internal XML encoding function.
func encodeToXML(v interface{}, w io.Writer) error {
// ...
}
```
Go 在这里用了和 `gob` 相同的机制:定义了两个接口 `GobEncoder``GobDecoder`。这样就允许类型自己实现从流编解码的具体方式;如果没有实现就使用标准的反射方式。
因此 Go 提供了动态语言的优点,却没有其他动态语言在运行时可能发生错误的缺点。
对于动态语言非常重要的单元测试来说,这样即可以减少单元测试的部分需求,又可以发挥相当大的作用。
Go 的接口提高了代码的分离度,改善了代码的复用性,使得代码开发过程中的设计模式更容易实现。用 Go 接口还能实现 `依赖注入模式`
## 11.12.3 接口的提取
`提取接口` 是非常有用的设计模式,可以减少需要的类型和方法数量,而且不需要像传统的基于类的 OO 语言那样维护整个的类层次结构。
Go 接口可以让开发者找出自己写的程序中的类型。假设有一些拥有共同行为的对象,并且开发者想要抽象出这些行为,这时就可以创建一个接口来使用。
我们来扩展 11.1 节的示例 11.2 interfaces_poly.go假设我们需要一个新的接口 `TopologicalGenus`,用来给 shape 排序(这里简单地实现为返回 int。我们需要做的是给想要满足接口的类型实现 `Rank()` 方法:
示例 11.17 [multi_interfaces_poly.go](examples/chapter_11/multi_interfaces_poly.go)
```go
//multi_interfaces_poly.go
package main
import "fmt"
type Shaper interface {
Area() float32
}
type TopologicalGenus interface {
Rank() int
}
type Square struct {
side float32
}
func (sq *Square) Area() float32 {
return sq.side * sq.side
}
func (sq *Square) Rank() int {
return 1
}
type Rectangle struct {
length, width float32
}
func (r Rectangle) Area() float32 {
return r.length * r.width
}
func (r Rectangle) Rank() int {
return 2
}
func main() {
r := Rectangle{5, 3} // Area() of Rectangle needs a value
q := &Square{5} // Area() of Square needs a pointer
shapes := []Shaper{r, q}
fmt.Println("Looping through shapes for area ...")
for n, _ := range shapes {
fmt.Println("Shape details: ", shapes[n])
fmt.Println("Area of this shape is: ", shapes[n].Area())
}
topgen := []TopologicalGenus{r, q}
fmt.Println("Looping through topgen for rank ...")
for n, _ := range topgen {
fmt.Println("Shape details: ", topgen[n])
fmt.Println("Topological Genus of this shape is: ", topgen[n].Rank())
}
}
/* Output:
Looping through shapes for area ...
Shape details: {5 3}
Area of this shape is: 15
Shape details: &{5}
Area of this shape is: 25
Looping through topgen for rank ...
Shape details: {5 3}
Topological Genus of this shape is: 2
Shape details: &{5}
Topological Genus of this shape is: 1
*/
```
所以你不用提前设计出所有的接口;`整个设计可以持续演进,而不用废弃之前的决定`。类型要实现某个接口,它本身不用改变,你只需要在这个类型上实现新的方法。
## 11.12.4 显式地指明类型实现了某个接口
如果你希望满足某个接口的类型显式地声明它们实现了这个接口,你可以向接口的方法集中添加一个具有描述性名字的方法。例如:
```go
type Fooer interface {
Foo()
ImplementsFooer()
}
```
类型 Bar 必须实现 `ImplementsFooer` 方法来满足 `Footer` 接口,以清楚地记录这个事实。
```go
type Bar struct{}
func (b Bar) ImplementsFooer() {} func (b Bar) Foo() {}
```
大部分代码并不使用这样的约束,因为它限制了接口的实用性。
但是有些时候,这样的约束在大量相似的接口中被用来解决歧义。
## 11.12.5 空接口和函数重载
在 6.1 节中, 我们看到函数重载是不被允许的。在 Go 语言中函数重载可以用可变参数 `...T` 作为函数最后一个参数来实现(参见 6.3 节)。如果我们把 T 换为空接口,那么可以知道任何类型的变量都是满足 T (空接口)类型的,这样就允许我们传递任何数量任何类型的参数给函数,即重载的实际含义。
函数 `fmt.Printf` 就是这样做的:
```go
fmt.Printf(format string, a ...interface{}) (n int, errno error)
```
这个函数通过枚举 `slice` 类型的实参动态确定所有参数的类型。并查看每个类型是否实现了 `String()` 方法,如果是就用于产生输出信息。我们可以回到 11.10 节查看这些细节。
## 11.12.6 接口的继承
当一个类型包含(内嵌)另一个类型(实现了一个或多个接口)的指针时,这个类型就可以使用(另一个类型)所有的接口方法。
例如:
```go
type Task struct {
Command string
*log.Logger
}
```
这个类型的工厂方法像这样:
```go
func NewTask(command string, logger *log.Logger) *Task {
return &Task{command, logger}
}
```
`log.Logger` 实现了 `Log()` 方法后Task 的实例 task 就可以调用该方法:
```go
task.Log()
```
类型可以通过继承多个接口来提供像 `多重继承` 一样的特性:
```go
type ReaderWriter struct {
*io.Reader
*io.Writer
}
```
上面概述的原理被应用于整个 Go 包,多态用得越多,代码就相对越少(参见 12.8 节)。这被认为是 Go 编程中的重要的最佳实践。
有用的接口可以在开发的过程中被归纳出来。添加新接口非常容易,因为已有的类型不用变动(仅仅需要实现新接口的方法)。已有的函数可以扩展为使用接口类型的约束性参数:通常只有函数签名需要改变。对比基于类的 OO 类型的语言在这种情况下则需要适应整个类层次结构的变化。
**练习 11.11**[map_function_interface.go](exercises/chapter_11/map_function_interface.go)
在练习 7.13 中我们定义了一个 map 函数来使用 int 切片 map_function.go
通过空接口和类型断言,现在我们可以写一个可以应用于许多类型的 `泛型` 的 map 函数,为 int 和 string 构建一个把 int 值加倍和连接字符串值的 map 函数 `mapFunc`
提示:为了可读性可以定义一个 interface{} 的别名比如type obj interface{}
**练习 11.12**[map_function_interface_var.go](exercises/chapter_11/map_function_interface_var.go)
稍微改变练习 11.9,允许 `mapFunc` 接收不定数量的 items。
**练习 11.13**[main_stack.go—stack/stack_general.go](exercises/chapter_11/main_stack.go—stack/stack_general.go)
在练习 10.10 和 10.11 中我们开发了一些栈结构类型。但是它们被限制为某种固定的内建类型。现在用一个元素类型是 interface{}(空接口)的切片开发一个通用的栈类型。
实现下面的栈方法:
```go
Len() int
IsEmpty() bool
Push(x interface{})
Pop() (x interface{}, error)
```
`Pop()` 改变栈并返回最顶部的元素;`Top()` 只返回最顶部元素。
在主程序中构建一个充满不同类型元素的栈,然后弹出并打印所有元素的值。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[Printf 和反射](11.11.md)
- 下一节:[总结Go 中的面向对象](11.13.md)

2
eBook/11.13.md Normal file
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@@ -0,0 +1,2 @@
# 总结Go 中的面向对象

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@@ -30,7 +30,7 @@ if _, ok := varI.(T); ok {
} }
``` ```
示例 11.4 type_interfaces.go 示例 11.4 [type_interfaces.go](examples/chapter_11/type_interfaces.go)
```go ```go
package main package main

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@@ -2,7 +2,7 @@
在第 10.6.3 节及例子 methodset1.go 中我们看到,作用于变量上的方法实际上是不区分变量到底是指针还是值的。当碰到接口类型值时,这会变得有点复杂,原因是接口变量中存储的具体值是不可寻址的,幸运的是,如果使用不当编译器会给出错误。考虑下面的程序: 在第 10.6.3 节及例子 methodset1.go 中我们看到,作用于变量上的方法实际上是不区分变量到底是指针还是值的。当碰到接口类型值时,这会变得有点复杂,原因是接口变量中存储的具体值是不可寻址的,幸运的是,如果使用不当编译器会给出错误。考虑下面的程序:
示例 11.5 methodset2.go: 示例 11.5 [methodset2.go](examples/chapter_11/methodset2.go)
```go ```go
package main package main

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@@ -49,7 +49,7 @@ sort.Sort(a)
同样的原理,排序函数可以用于一个浮点型数组,一个字符串数组,或者一个表示每周各天的结构体 `dayArray`. 同样的原理,排序函数可以用于一个浮点型数组,一个字符串数组,或者一个表示每周各天的结构体 `dayArray`.
示例 11.6 sort.go 示例 11.6 [sort.go](examples/chapter_11/sort.go)
```go ```go
package sort package sort
@@ -101,7 +101,7 @@ func IntsAreSorted(a []int) bool { return IsSorted(IntArray(a)) }
func StringsAreSorted(a []string) bool { return IsSorted(StringArray(a)) } func StringsAreSorted(a []string) bool { return IsSorted(StringArray(a)) }
``` ```
示例 11.7 sortmain.go 示例 11.7 [sortmain.go](examples/chapter_11/sortmain.go)
```go ```go
package main package main

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@@ -14,7 +14,7 @@ type Any interface {}
可以给一个空接口类型的变量 `var val interface {}` 赋任何类型的值。 可以给一个空接口类型的变量 `var val interface {}` 赋任何类型的值。
示例 11.8 empty_interface.go 示例 11.8 [empty_interface.go](examples/chapter_11/empty_interface.go)
```go ```go
package main package main
@@ -65,7 +65,7 @@ func main() {
在上面的例子中,接口变量 `val` 被依次赋予一个 `int``string``Person` 实例的值,然后使用 `type-swtich` 来测试它的实际类型。每个 `interface {}` 变量在内存中占据两个字长:一个用来存储它包含的类型,另一个用来存储它包含的数据或者指向数据的指针。 在上面的例子中,接口变量 `val` 被依次赋予一个 `int``string``Person` 实例的值,然后使用 `type-swtich` 来测试它的实际类型。每个 `interface {}` 变量在内存中占据两个字长:一个用来存储它包含的类型,另一个用来存储它包含的数据或者指向数据的指针。
例子 emptyint_switch.go 说明了空接口在 `type-swtich` 中联合 `lambda` 函数的用法: 示例 [emptyint_switch.go](examples/chapter_11/emptyint_switch.go) 说明了空接口在 `type-swtich` 中联合 `lambda` 函数的用法:
```go ```go
package main package main
@@ -172,7 +172,7 @@ for ix, d := range dataSlice {
在10.1中我们遇到了诸如列表和树这样的数据结构,在它们的定义中使用了一种叫节点的递归结构体类型,节点包含一个某种类型的数据字段。现在可以使用空接口作为数据字段的类型,这样我们就能写出通用的代码。下面是实现一个二叉树的部分代码:通用定义、用于创建空节点的 `NewNode` 方法,及设置数据的 `SetData` 方法. 在10.1中我们遇到了诸如列表和树这样的数据结构,在它们的定义中使用了一种叫节点的递归结构体类型,节点包含一个某种类型的数据字段。现在可以使用空接口作为数据字段的类型,这样我们就能写出通用的代码。下面是实现一个二叉树的部分代码:通用定义、用于创建空节点的 `NewNode` 方法,及设置数据的 `SetData` 方法.
示例 11.10 node_structures.go: 示例 11.10 [node_structures.go](examples/chapter_11/node_structures.go)
```go ```go
package main package main

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 读写数据 # 12 读写数据
除了 fmt 和 os 包,我们还需要用到 bufio 包来处理缓冲的输入和输出。 除了 fmt 和 os 包,我们还需要用到 bufio 包来处理缓冲的输入和输出。

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 读取用户的输入 # 12.1 读取用户的输入
我们如何读取用户的键盘(控制台)输入呢?从键盘和标准输入 `os.Stdin` 读取输入,最简单的办法是使用 `fmt` 包提供的 Scan 和 Sscan 开头的函数。请看以下程序: 我们如何读取用户的键盘(控制台)输入呢?从键盘和标准输入 `os.Stdin` 读取输入,最简单的办法是使用 `fmt` 包提供的 Scan 和 Sscan 开头的函数。请看以下程序:

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@@ -1,4 +1,5 @@
# XML 数据格式 # 12.10 XML 数据格式
下面是与 12.9 节 JSON 例子等价的 XML 版本: 下面是与 12.9 节 JSON 例子等价的 XML 版本:
```xml ```xml
<Person> <Person>

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 用 Gob 传输数据 # 12.11 用 Gob 传输数据
Gob 是 Go 自己的以二进制形式序列化和反序列化程序数据的格式;可以在 `encoding` 包中找到。这种格式的数据简称为 Gob (即 Go binary 的缩写)。类似于 Python 的 "pickle" 和 Java 的 "Serialization"。 Gob 是 Go 自己的以二进制形式序列化和反序列化程序数据的格式;可以在 `encoding` 包中找到。这种格式的数据简称为 Gob (即 Go binary 的缩写)。类似于 Python 的 "pickle" 和 Java 的 "Serialization"。

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@@ -1,4 +1,4 @@
# Go 中的密码学 # 12.12 Go 中的密码学
通过网络传输的数据必须加密,以防止被 hacker黑客读取或篡改并且保证发出的数据和收到的数据检验和一致。 通过网络传输的数据必须加密,以防止被 hacker黑客读取或篡改并且保证发出的数据和收到的数据检验和一致。
鉴于 Go 母公司的业务,我们毫不惊讶地看到 Go 的标准库为该领域提供了超过 30 个的包: 鉴于 Go 母公司的业务,我们毫不惊讶地看到 Go 的标准库为该领域提供了超过 30 个的包:

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 文件读写 # 12.2 文件读写
## 12.2.1 读文件 ## 12.2.1 读文件

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@@ -1,4 +1,5 @@
# 文件拷贝 # 12.3 文件拷贝
如何拷贝一个文件到另一个文件?最简单的方式就是使用 io 包: 如何拷贝一个文件到另一个文件?最简单的方式就是使用 io 包:
示例 12.10 [filecopy.go](examples/chapter_12/filecopy.go) 示例 12.10 [filecopy.go](examples/chapter_12/filecopy.go)

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@@ -1,4 +1,5 @@
# 从命令行读取参数 # 12.4 从命令行读取参数
## 12.4.1 os 包 ## 12.4.1 os 包
os 包中有一个 string 类型的切片变量 `os.Args`,用来处理一些基本的命令行参数,它在程序启动后读取命令行输入的参数。来看下面的打招呼程序: os 包中有一个 string 类型的切片变量 `os.Args`,用来处理一些基本的命令行参数,它在程序启动后读取命令行输入的参数。来看下面的打招呼程序:

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 用 buffer 读取文件 # 12.5 用 buffer 读取文件
在下面的例子中,我们结合使用了缓冲读取文件和命令行 flag 解析这两项技术。如果不加参数,那么你输入什么屏幕就打印什么。 在下面的例子中,我们结合使用了缓冲读取文件和命令行 flag 解析这两项技术。如果不加参数,那么你输入什么屏幕就打印什么。

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 用切片读写文件 # 12.6 用切片读写文件
切片提供了 Go 中处理 I/O 缓冲的标准方式,下面 `cat` 函数的第二版中,在一个切片缓冲内使用无限 for 循环(直到文件尾部 EOF读取文件并写入到标准输出`os.Stdout`)。 切片提供了 Go 中处理 I/O 缓冲的标准方式,下面 `cat` 函数的第二版中,在一个切片缓冲内使用无限 for 循环(直到文件尾部 EOF读取文件并写入到标准输出`os.Stdout`)。

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 用 defer 关闭文件 # 12.7 用 defer 关闭文件
`defer` 关键字(参看 6.4)对于在函数结束时关闭打开的文件非常有用,例如下面的代码片段: `defer` 关键字(参看 6.4)对于在函数结束时关闭打开的文件非常有用,例如下面的代码片段:

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@@ -1,4 +1,4 @@
# 一个使用接口的实际例子fmt.Fprintf # 12.8 一个使用接口的实际例子fmt.Fprintf
例子程序 `io_interfaces.go` 很好的阐述了 io 包中的接口概念。 例子程序 `io_interfaces.go` 很好的阐述了 io 包中的接口概念。

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@@ -1,4 +1,4 @@
# Json 数据格式 # 12.9 Json 数据格式
数据结构要在网络中传输或保存到文件就必须对其编码和解码目前存在很多编码格式JSONXMLgobGoogle 缓冲协议等等。Go 语言支持所有这些编码格式;在后面的章节,我们将讨论前三种格式。 数据结构要在网络中传输或保存到文件就必须对其编码和解码目前存在很多编码格式JSONXMLgobGoogle 缓冲协议等等。Go 语言支持所有这些编码格式;在后面的章节,我们将讨论前三种格式。

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@@ -105,6 +105,8 @@
- 11.9 [空接口](11.9.md) - 11.9 [空接口](11.9.md)
- 11.10 [反射包](11.10.md) - 11.10 [反射包](11.10.md)
- 11.11 [Printf 和反射](11.11.md) - 11.11 [Printf 和反射](11.11.md)
- 11.12 [接口与动态类型](11.12.md)
- 11.13 [总结Go 中的面向对象](11.13.md)
## 第三部分Go 高级编程 ## 第三部分Go 高级编程