面对对象之结构体

1. 结构体定义

基础数据类型可以表示事务的基本属性，通过定义结构体可以封装多个基本数据类型，可以表达该事物的部分或者全部属性了。

使用type和struct关键字来定义结构体，具体代码格式如下：

type 类型名 struct {
    字段名 字段类型
    字段名 字段类型
    字段名,字段名2 字段类型
    …
}
/*
其中：
  - 类型名：标识自定义结构体的名称，在同一个包内不能重复。
  - 字段名：表示结构体字段名。结构体中的字段名必须唯一。
  - 字段类型：表示结构体字段的具体类型。
*/

2. 结构体实例化

只有当结构体实例化时，才会真正地分配内存。也就是必须实例化后才能使用结构体的字段，结构体本身也是一种类型，我们可以像声明内置类型一样使用var关键字声明结构体类型。

2.1 基本实例化

type person struct {
	name string
	city string
	age  int8
}

func main() {
	var p1 person
	p1.name = "沙河娜扎"
	p1.city = "北京"
	p1.age = 18
	fmt.Printf("p1=%v", p1)  //p1={沙河娜扎 北京 18}
	fmt.Printf("p1=%#v", p1) //p1=main.person{name:"沙河娜扎", city:"北京", age:18}
}

通过.来访问结构体的字段（成员变量）,例如p1.name和p1.age等

2.2 匿名结构体

在定义一些临时数据结构等场景下还可以使用匿名结构体。

package main
     
import (
    "fmt"
)
     
func main() {
    var user struct{Name string; Age int}
    user.Name = "小王子"
    user.Age = 18
    fmt.Printf("%#v", user)
}

2.3 指针类型结构体

通过使用new关键字对结构体进行实例化，得到的是结构体的地址。格式如下：

type person struct {
	name string
	city string
}
var p2 = new(person)
fmt.Printf("%T\n", p2)     //*main.person
fmt.Printf("p2=%#v\n", p2) //p2=&main.person{name:"", city:"", age:0}  p2是一个结构体指针

2.4 取结构体地址实例化

使用&对结构体进行取地址操作相当于对该结构体类型进行了一次new实例化操作。

p3 := &person{}
fmt.Printf("%T", p3)     //*main.person
fmt.Printf("p3=%#v", p3) //p3=&main.person{name:"", city:"", age:0}
p3.name = "猪猪1号"
p3.age = 30
p3.city = "成都"
fmt.Printf("p3=%#v", p3) //p3=&main.person{name:"猪猪一号", city:"成都", age:30}

p3.name = "猪猪一号"其实在底层是(*p3).name = "猪猪一号"，这是Go语言帮我们实现的语法糖。

3. 结构体初始化

没有初始化的结构体，其成员变量都是对应其类型的零值。

type person struct {
	name string
	age  int8
}

func main() {
	var p person
	fmt.Printf("p=%#v", p) //p=main.person{name:"", age:0}
}

3.1 键值初始化

使用键值对对结构体进行初始化时，键对应结构体的字段，值对应该字段的初始值。

p := person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}
fmt.Printf("p=%#v", p) //p=main.person{name:"小王子", city:"北京", age:18}

也可以对结构体指针进行键值对初始化，例如：

p := &person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}
fmt.Printf("p=%#v", p) //p=&main.person{name:"小王子", city:"北京", age:18}

当某些字段没有初始值的时候，该字段可以不写。此时，没有指定初始值的字段的值就是该字段类型的零值。

p := &person{
	city: "北京",
}
fmt.Printf("p=%#v", p) //p=&main.person{name:"", city:"北京", age:0}

3.2 使用值初始化

初始化结构体的时候可以简写，也就是初始化的时候不写键，直接写值：

p := &person{
	"沙河娜扎",
	"北京",
	28,
}
fmt.Printf("p=%#v", p) //p=&main.person{name:"沙河娜扎", city:"北京", age:28}

使用这种格式初始化时，需要注意：

必须初始化结构体的所有字段。
初始值的填充顺序必须与字段在结构体中的声明顺序一致。
该方式不能和键值初始化方式混用

4. 结构体内存布局

结构体占用一块连续的内存。

type test struct {
	a int8
	b int8
	c int8
	d int8
}
n := test{
	1, 2, 3, 4,
}
fmt.Printf("n.a %p", &n.a)
fmt.Printf("n.b %p", &n.b)
fmt.Printf("n.c %p", &n.c)
fmt.Printf("n.d %p", &n.d)

/*
n.a 0xc0000a0060
n.b 0xc0000a0061
n.c 0xc0000a0062
n.d 0xc0000a0063
*/

空结构体是不占用空间的

1 2	`var v struct{} fmt.Println(unsafe.Sizeof(v)) // 0`

5. 构造函数

Go语言的结构体没有构造函数，我们可以自己实现。例如，下方的代码就实现了一个person的构造函数。因为struct是值类型，如果结构体比较复杂的话，值拷贝性能开销会比较大，所以该构造函数返回的是结构体指针类型。

func newPerson(name, city string, age int8) *person {
	return &person{
		name: name,
		city: city,
		age:  age,
	}
}

调用构造函数

1 2	`p9 := newPerson("张三", "沙河", 90) fmt.Printf("%#v", p9) //&main.person{name:"张三", city:"沙河", age:90}`

6. 方法和接收者

Go语言中的方法（Method）是一种作用于特定类型变量的函数。这种特定类型变量叫做接收者（Receiver）。接收者的概念就类似于其他语言中的this或者 self。

//Person 结构体
type Person struct {
	name string
	age  int8
}

//NewPerson 构造函数
func NewPerson(name string, age int8) *Person {
	return &Person{
		name: name,
		age:  age,
	}
}

//Dream Person做梦的方法
func (p Person) Dream() {
	fmt.Printf("%s的梦想是学好Go语言！", p.name)
}

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	p1.Dream()
}

方法与函数的区别是，函数不属于任何类型，方法属于特定的类型。

6.1 指针类型的接收者

指针类型的接收者由一个结构体的指针组成，由于指针的特性，调用方法时修改接收者指针的任意成员变量，在方法结束后，修改都是有效的。例如我们为Person添加一个SetAge方法，来修改实例变量的年龄。

// SetAge 设置p的年龄
// 使用指针接收者
func (p *Person) SetAge(newAge int8) {
	p.age = newAge
}

调用该方法：

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	fmt.Println(p1.age) // 25
	p1.SetAge(30)
	fmt.Println(p1.age) // 30
}

6.2 值类型的接收者

当方法作用于值类型接收者时，Go语言会在代码运行时将接收者的值复制一份。在值类型接收者的方法中可以获取接收者的成员值，但修改操作只是针对副本，无法修改接收者变量本身。

// SetAge2 设置p的年龄
// 使用值接收者
func (p Person) SetAge2(newAge int8) {
	p.age = newAge
}

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	p1.Dream()
	fmt.Println(p1.age) // 25
	p1.SetAge2(30) // (*p1).SetAge2(30)
	fmt.Println(p1.age) // 25
}

什么时候应该使用指针类型接收者

需要修改接收者中的值
接收者是拷贝代价比较大的大对象
保证一致性，如果有某个方法使用了指针接收者，那么其他的方法也应该使用指针接收者。

7. 任意类型方法添加

在Go语言中，接收者的类型可以是任何类型，不仅仅是结构体，任何类型都可以拥有方法。举个例子，我们基于内置的int类型使用type关键字可以定义新的自定义类型，然后为我们的自定义类型添加方法。

//MyInt 将int定义为自定义MyInt类型
type MyInt int

//SayHello 为MyInt添加一个SayHello的方法
func (m MyInt) SayHello() {
	fmt.Println("Hello, 我是一个int。")
}
func main() {
	var m1 MyInt
	m1.SayHello() //Hello, 我是一个int。
	m1 = 100
	fmt.Printf("%#v  %T", m1, m1) //100  main.MyInt
}

注意事项： 非本地类型不能定义方法，也就是说我们不能给别的包的类型定义方法。

8. 结构体匿名字段

结构体允许其成员字段在声明时没有字段名而只有类型，这种没有名字的字段就称为匿名字段。

//Person 结构体Person类型
type Person struct {
	string
	int
}

func main() {
	p1 := Person{
		"小王子",
		18,
	}
	fmt.Printf("%#v", p1)        //main.Person{string:"北京", int:18}
	fmt.Println(p1.string, p1.int) //北京 18
}

注意：这里匿名字段的说法并不代表没有字段名，而是默认会采用类型名作为字段名，结构体要求字段名称必须唯一，因此一个结构体中同种类型的匿名字段只能有一个。

9. 嵌套结构体

一个结构体中可以嵌套包含另一个结构体或结构体指针，如下：

//Address 地址结构体
type Address struct {
	Province string
	City     string
}

//User 用户结构体
type User struct {
	Name    string
	Gender  string
	Address Address
}

func main() {
	user1 := User{
		Name:   "小王子",
		Gender: "男",
		Address: Address{
			Province: "山东",
			City:     "威海",
		},
	}
	fmt.Printf("user1=%#v", user1)//user1=main.User{Name:"小王子", Gender:"男", Address:main.Address{Province:"山东", City:"威海"}}
}

9.1 嵌套匿名字段

上面user结构体中嵌套的Address结构体也可以采用匿名字段的方式，例如：

//Address 地址结构体
type Address struct {
	Province string
	City     string
}

//User 用户结构体
type User struct {
	Name    string
	Gender  string
	Address //匿名字段
}

func main() {
	var user2 User
	user2.Name = "小王子"
	user2.Gender = "男"
	user2.Address.Province = "山东"    // 匿名字段默认使用类型名作为字段名
	user2.City = "威海"                // 匿名字段可以省略
	fmt.Printf("user2=%#v", user2) //user2=main.User{Name:"小王子", Gender:"男", Address:main.Address{Province:"山东", City:"威海"}}
}

当访问结构体成员时会先在结构体中查找该字段，找不到再去嵌套的匿名字段中查找。

9.2 嵌套结构体字段冲突

嵌套结构体内部可能存在相同的字段名。在这种情况下为了避免歧义需要通过指定具体的内嵌结构体字段名。

//Address 地址结构体
type Address struct {
	Province   string
	City       string
	CreateTime string
}

//Email 邮箱结构体
type Email struct {
	Account    string
	CreateTime string
}

//User 用户结构体
type User struct {
	Name   string
	Gender string
	Address
	Email
}

func main() {
	var user3 User
	user3.Name = "沙河娜扎"
	user3.Gender = "男"
	// user3.CreateTime = "2019" //ambiguous selector user3.CreateTime
	user3.Address.CreateTime = "2000" //指定Address结构体中的CreateTime
	user3.Email.CreateTime = "2000"   //指定Email结构体中的CreateTime
}

10. 结构体的继承

Go语言中使用结构体也可以实现其他编程语言中面向对象的继承。

//Animal 动物
type Animal struct {
	name string
}

func (a *Animal) move() {
	fmt.Printf("%s会动！", a.name)
}

//Dog 狗
type Dog struct {
	Feet    int8
	*Animal //通过嵌套匿名结构体实现继承
}

func (d *Dog) wang() {
	fmt.Printf("%s会汪汪汪~", d.name)
}

func main() {
	d1 := &Dog{
		Feet: 4,
		Animal: &Animal{ //注意嵌套的是结构体指针
			name: "乐乐",
		},
	}
	d1.wang() //乐乐会汪汪汪~
	d1.move() //乐乐会动！
}

11. 结构体与json序列化

JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。JSON键值对是用来保存JS对象的一种方式，键/值对组合中的键名写在前面并用双引号""包裹，使用冒号:分隔，然后紧接着值；多个键值之间使用英文,分隔。

//Student 学生
type Student struct {
	ID     int
	Gender string
	Name   string
}

//Class 班级
type Class struct {
	Title    string
	Students []*Student
}

func main() {
	c := &Class{
		Title:    "101",
		Students: make([]*Student, 0, 200),
	}
	for i := 0; i < 10; i++ {
		stu := &Student{
			Name:   fmt.Sprintf("stu%02d", i),
			Gender: "男",
			ID:     i,
		}
		c.Students = append(c.Students, stu)
	}
	//JSON序列化：结构体-->JSON格式的字符串
	data, err := json.Marshal(c)
	if err != nil {
		fmt.Println("json marshal failed")
		return
	}
	fmt.Printf("json:%s", data)
	//JSON反序列化：JSON格式的字符串-->结构体
	str := `{"Title":"101","Students":[{"ID":0,"Gender":"男","Name":"stu00"},{"ID":1,"Gender":"男","Name":"stu01"},{"ID":2,"Gender":"男","Name":"stu02"},{"ID":3,"Gender":"男","Name":"stu03"},{"ID":4,"Gender":"男","Name":"stu04"},{"ID":5,"Gender":"男","Name":"stu05"},{"ID":6,"Gender":"男","Name":"stu06"},{"ID":7,"Gender":"男","Name":"stu07"},{"ID":8,"Gender":"男","Name":"stu08"},{"ID":9,"Gender":"男","Name":"stu09"}]}`
	c1 := &Class{}
	err = json.Unmarshal([]byte(str), c1)
	if err != nil {
		fmt.Println("json unmarshal failed!")
		return
	}
	fmt.Printf("%#v", c1)
}

11.1 结构体标签

Tag是结构体的元信息，可以在运行的时候通过反射的机制读取出来。 Tag在结构体字段的后方定义，由一对反引号包裹起来，具体的格式如下：

1	`key1:"value1" key2:"value2"`

结构体tag由一个或多个键值对组成。键与值使用冒号分隔，值用双引号括起来。同一个结构体字段可以设置多个键值对tag，不同的键值对之间使用空格分隔。

注意事项： 为结构体编写Tag时，必须严格遵守键值对的规则。结构体标签的解析代码的容错能力很差，一旦格式写错，编译和运行时都不会提示任何错误，通过反射也无法正确取值。例如不要在key和value之间添加空格。

例如我们为Student结构体的每个字段定义json序列化时使用的Tag：

//Student 学生
type Student struct {
	ID     int    `json:"id"` //通过指定tag实现json序列化该字段时的key
	Gender string //json序列化是默认使用字段名作为key
	name   string //私有不能被json包访问
}

func main() {
	s1 := Student{
		ID:     1,
		Gender: "男",
		name:   "沙河娜扎",
	}
	data, err := json.Marshal(s1)
	if err != nil {
		fmt.Println("json marshal failed!")
		return
	}
	fmt.Printf("json str:%s
", data) //json str:{"id":1,"Gender":"男"}
}

12. 结构体中的slice与map

因为slice和map这两种数据类型都包含了指向底层数据的指针，因此我们在需要复制它们时要特别注意。我们来看下面的例子：

type Person struct {
	name   string
	age    int8
	dreams []string
}

func (p *Person) SetDreams(dreams []string) {
	p.dreams = dreams
}

func main() {
	p1 := Person{name: "小王子", age: 18}
	data := []string{"吃饭", "睡觉", "打豆豆"}
	p1.SetDreams(data)

	// 你真的想要修改 p1.dreams 吗？
	data[1] = "不睡觉"
	fmt.Println(p1.dreams)  // [吃饭 不睡觉 打豆豆]
}

正确的做法是在方法中使用传入的slice的拷贝进行结构体赋值，这样在修改原有数据的时候，不影响结构里面的内容。

func (p *Person) SetDreams(dreams []string) {
	p.dreams = make([]string, len(dreams))
	copy(p.dreams, dreams)
}

深拷贝与浅拷贝的区别：

深拷贝，拷贝的是值
浅拷贝，拷贝的是指针
深拷贝开辟了新的内存空间，修改操作不影响原先的内存
浅拷贝指向的还是原来的内存空间，修改操作直接作用在原内存空间上

Go系列一. 基础技能

golang

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