Go基础系列:struct和嵌套struct
struct
struct定义结构,结构由字段(field)组成,每个field都有所属数据类型,在一个struct中,每个字段名都必须唯一。
说白了就是拿来存储数据的,只不过可自定义化的程度很高,用法很灵活,go中不少功能依赖于结构,就这样一个角色。
go中不支持面向对象,面向对象中描述事物的类的重担由struct来挑,这种模式称为组合(composite)。面向对象中父类与子类、类与对象的关系是is a
的关系,例如horse is a animal
,go中的组合则是外部struct与内部struct的关系、struct实例与struct的关系,它们是has a
的关系。go中通过struct的composite,可以"模仿"很多面向对象中的行为,它们很"像"。
定义struct
定义struct的格式如下:
type identifier struct { field1 type1 field2 type2 … } // 或者 type t struct { a, b int }
理论上,每个字段都是有具有唯一性的名字的,但如果确定某个字段不会被使用,可以将其名称定义为空标识符_
来丢弃掉:
type t struct { _ string a int }
每个字段都有类型,可以是任意类型,包括内置简单数据类型、其它自定义的struct类型、当前struct类型本身、接口、函数、channel等等。
如果某几个字段类型相同,可以缩写在同一行:
type mytype struct { a,b int c string }
构造struct实例
定义了struct,就表示定义了一个数据结构,或者说数据类型,也或者说定义了一个类。总而言之,定义了struct,就具备了成员属性,就可以作为一个抽象的模板,可以根据这个抽象模板生成具体的实例,也就是所谓的"对象"。
例如:
type person struct{ name string age int } // 初始化一个person实例 var p person
这里的p就是一个具体的person实例,它根据抽象的模板person构造而出,具有具体的属性name和age的值,虽然初始化时它的各个字段都是0值。换句话说,p是一个具体的人。
struct初始化时,会做默认的赋0初始化,会给它的每个字段根据它们的数据类型赋予对应的0值。例如int类型是数值0,string类型是"",引用类型是nil等。
因为p已经是初始化person之后的实例了,它已经具备了实实在在存在的属性(即字段),所以可以直接访问它的各个属性。这里通过访问属性的方式p.field
为各个字段进行赋值。
// 为person实例的属性赋值,定义具体的person p.name = "longshuai" p.age = 23
获取某个属性的值:
fmt.println(p.name) // 输出"longshuai"
也可以直接赋值定义struct的属性来生成struct的实例,它会根据值推断出p的类型。
var p = person{name:"longshuai",age:23} p := person{name:"longshuai",age:23} // 不给定名称赋值,必须按字段顺序 p := person{"longshuai",23} p := person{age:23} p.name = "longshuai"
如果struct的属性分行赋值,则必须不能省略每个字段后面的逗号",",否则就会报错。这为未来移除、添加属性都带来方便:
p := person{ name:"longshuai", age:23, // 这个逗号不能省略 }
除此之外,还可以使用new()函数或&type{}
的方式来构造struct实例,它会为struct分配内存,为各个字段做好默认的赋0初始化。它们是等价的,都返回数据对象的指针给变量,实际上&type{}
的底层会调用new()。
p := new(person) p := &person{} // 生成对象后,为属性赋值 p.name = "longshuai" p.age = 23
使用&type{}
的方式也可以初始化赋值,但new()不行:
p := &person{ name:"longshuai", age:23, }
选择new()还是选择&type{}
的方式构造实例?完全随意,它们是等价的。但如果想要初始化时就赋值,可以考虑使用&type{}
的方式。
struct的值和指针
下面三种方式都可以构造person struct的实例p:
p1 := person{} p2 := &person{} p3 := new(person)
但p1和p2、p3是不一样的,输出一下就知道了:
package main import ( "fmt" ) type person struct { name string age int } func main() { p1 := person{} p2 := &person{} p3 := new(person) fmt.println(p1) fmt.println(p2) fmt.println(p3) }
结果:
{ 0} &{ 0} &{ 0}
p1、p2、p3都是person struct的实例,但p2和p3是完全等价的,它们都指向实例的指针,指针中保存的是实例的地址,所以指针再指向实例,p1则是直接指向实例。这三个变量与person struct实例的指向关系如下:
变量名 指针 数据对象(实例) ------------------------------- p1(addr) -------------> { 0} p2 -----> ptr(addr) --> { 0} p3 -----> ptr(addr) --> { 0}
所以p1和ptr(addr)保存的都是数据对象的地址,p2和p3则保存ptr(addr)的地址。通常,将指向指针的变量(p1、p2)直接称为指针,将直接指向数据对象的变量(p1)称为对象本身,因为指向数据对象的内容就是数据对象的地址,其中ptr(addr)和p1保存的都是实例对象的地址。
但尽管一个是数据对象值,一个是指针,它们都是数据对象的实例。也就是说,p1.name
和p2.name
都能访问对应实例的属性。
那var p4 *person
呢,它是什么?该语句表示p4是一个指针,它的指向对象是person类型的,但因为它是一个指针,它将初始化为nil,即表示没有指向目标。但已经明确表示了,p4所指向的是一个保存数据对象地址的指针。也就是说,目前为止,p4的指向关系如下:
p4 -> ptr(nil)
既然p4是一个指针,那么可以将&person{}
或new(person)
赋值给p4。
var p4 *person p4 = &person{ name:"longshuai", age:23, } fmt.println(p4)
上面的代码将输出:
&{longshuai 23}
传值 or 传指针
go函数给参数传递值的时候是以复制的方式进行的。
复制传值时,如果函数的参数是一个struct对象,将直接复制整个数据结构的副本传递给函数,这有两个问题:
- 函数内部无法修改传递给函数的原始数据结构,它修改的只是原始数据结构拷贝后的副本
- 如果传递的原始数据结构很大,完整地复制出一个副本开销并不小
所以,如果条件允许,应当给需要struct实例作为参数的函数传struct的指针。例如:
func add(p *person){...}
既然要传指针,那struct的指针何来?自然是通过&
符号来获取。分两种情况,创建成功和尚未创建的实例。
对于已经创建成功的struct实例p
,如果这个实例是一个值而非指针(即p->{person_fields}
),那么可以&p
来获取这个已存在的实例的指针,然后传递给函数,如add(&p)
。
对于尚未创建的struct实例,可以使用&person{}
或者new(person)
的方式直接生成实例的指针p,虽然是指针,但go能自动解析成实例对象。然后将这个指针p传递给函数即可。如:
p1 := new(person) p2 := &person{} add(p1) add(p2)
struct field的tag属性
在struct中,field除了名称和数据类型,还可以有一个tag属性。tag属性用于"注释"各个字段,除了reflect包,正常的程序中都无法使用这个tag属性。
type tagtype struct { // tags field1 bool "an important answer" field2 string "the name of the thing" field3 int "how much there are" }
匿名字段和struct嵌套
struct中的字段可以不用给名称,这时称为匿名字段。匿名字段的名称强制和类型相同。例如:
type animal struct { name string age int } type horse struct{ int animal sound string }
上面的horse中有两个匿名字段int
和animal
,它的名称和类型都是int和animal。等价于:
type horse struct{ int int animal animal sound string }
显然,上面horse中嵌套了其它的struct(如animal)。其中animal称为内部struct,horse称为外部struct。
以下是一个嵌套struct的简单示例:
package main import ( "fmt" ) type inner struct { in1 int in2 int } type outer struct { ou1 int ou2 int int inner } func main() { o := new(outer) o.ou1 = 1 o.ou2 = 2 o.int = 3 o.in1 = 4 o.in2 = 5 fmt.println(o.ou1) // 1 fmt.println(o.ou2) // 2 fmt.println(o.int) // 3 fmt.println(o.in1) // 4 fmt.println(o.in2) // 5 }
上面的o
是outer struct的实例,但o
除了具有自己的显式字段ou1和ou2,还具备int字段和inner字段,它们都是嵌套字段。一被嵌套,内部struct的属性也将被外部struct获取,所以o.int
、o.in1
、o.in2
都属于o
。也就是说,外部struct has a 内部struct
,或者称为struct has a field
。
上面的outer实例,也可以直接赋值构建:
o := outer{1,2,3,inner{4,5}}
在赋值inner中的in1和in2时不能少了inner{}
,否则会认为in1、in2是直接属于outer,而非嵌套属于outer。
显然,struct的嵌套类似于面向对象的继承。只不过继承的关系模式是"子类 is a 父类",例如"轿车是一种汽车",而嵌套struct的关系模式是外部struct has a 内部struct
,正如上面示例中outer拥有inner
。
嵌套struct的名称冲突问题
假如外部struct中的字段名和内部struct的字段名相同,会如何?
有以下两个名称冲突的规则:
- 外部struct覆盖内部struct的同名字段、同名方法
- 同级别的struct出现同名字段、方法将报错
第一个规则使得go struct能够实现面向对象中的重写(override),而且可以重写字段、重写方法。
第二个规则使得同名属性不会出现歧义。例如:
type a struct { a int b int } type b struct { b float32 c string d string } type c struct { a b a string c string } var c c
按照规则(1),直属于c的a和c会分别覆盖a.a和b.c。可以直接使用c.a、c.c分别访问直属于c中的a、c字段,使用c.d或c.b.d都访问属于嵌套的b.d字段。如果想要访问内部struct中被覆盖的属性,可以c.a.a的方式访问。
按照规则(2),a和b在c中是同级别的嵌套结构,所以a.b和b.b是冲突的,将会报错,因为当调用c.b的时候不知道调用的是c.a.b还是c.b.b。
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