2.1 面向对象:结构体与继承

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0. 什么是结构体?

在之前学过的数据类型中,数组与切片,只能存储同一类型的变量。若要存储多个类型的变量,就需要用到结构体,它是将多个容易类型的命令变量组合在一起的聚合数据类型。

每个变量都成为该结构体的成员变量。

可以理解为 Go语言 的结构体struct和其他语言的class有相等的地位,但是Go语言放弃大量面向对象的特性,所有的Go语言类型除了指针类型外,都可以有自己的方法,提高了可扩展性。

在 Go 语言中没有没有 class 类的概念,只有 struct 结构体的概念,因此也没有继承,本篇文章,带你学习一下结构体相关的内容。

1. 定义结构体

声明结构体

type 结构体名 struct {
    属性名   属性类型
    属性名   属性类型
    ...
}

比如我要定义一个可以存储个人资料名为 Profile 的结构体,可以这么写

type Profile struct {
    name   string
    age    int
    gender string
    mother *Profile // 指针
    father *Profile // 指针
}

2. 定义方法

在 Go 语言中,我们无法在结构体内定义方法,那如何给一个结构体定义方法呢,答案是可以使用组合函数的方式来定义结构体方法。它和普通函数的定义方式有些不一样,比如下面这个方法

func (person Profile) FmtProfile() {
    fmt.Printf("名字:%s\n", person.name)
    fmt.Printf("年龄:%d\n", person.age)
    fmt.Printf("性别:%s\n", person.gender)
}

其中FmtProfile 是方法名,而(person Profile) :表示将 FmtProfile 方法与 Profile 的实例绑定。我们把 Profile 称为方法的接收者,而 person 表示实例本身,它相当于 Python 中的 self,在方法内可以使用 person.属性名 的方法来访问实例属性。

完整代码如下:

package main

import "fmt"

// 定义一个名为Profile 的结构体
type Profile struct {
    name   string
    age    int
    gender string
    mother *Profile // 指针
    father *Profile // 指针
}

// 定义一个与 Profile 的绑定的方法
func (person Profile) FmtProfile() {
    fmt.Printf("名字:%s\n", person.name)
    fmt.Printf("年龄:%d\n", person.age)
    fmt.Printf("性别:%s\n", person.gender)
}

func main() {
    // 实例化
    myself := Profile{name: "小明", age: 24, gender: "male"}
    // 调用函数
    myself.FmtProfile()
}

输出如下

名字:小明
年龄:24
性别:male

3. 方法的参数传递方式

上面定义方法的方式叫当你想要在方法内改变实例的属性的时候,必须使用指针做为方法的接收者。

package main

import "fmt"

// 声明一个 Profile 的结构体
type Profile struct {
    name   string
    age    int
    gender string
    mother *Profile // 指针
    father *Profile // 指针
}

// 重点在于这个星号: *
func (person *Profile) increase_age() {
    person.age += 1
}

func main() {
    myself := Profile{name: "小明", age: 24, gender: "male"}
    fmt.Printf("当前年龄:%d\n", myself.age)
    myself.increase_age()
    fmt.Printf("当前年龄:%d", myself.age)
}

输出结果 如下,可以看到在方法内部对 age 的修改已经生效。你可以尝试去掉 *,使用值做为方法接收者,看看age是否会发生改变。

当前年龄:24
当前年龄:25

至此,我们知道了两种定义方法的方式:

  • 以值做为方法接收者

  • 以指针做为方法接收者

那我们如何进行选择呢?以下几种情况,应当直接使用指针做为方法的接收者。

  1. 你需要在方法内部改变结构体内容的时候

  2. 出于性能的问题,当结构体过大的时候

有些情况下,以值或指针做为接收者都可以,但是考虑到代码一致性,建议都使用指针做为接收者。

不管你使用哪种方法定义方法,指针实例对象、值实例对象都可以直接调用,而没有什么约束。这一点Go语言做得非常好。

4. 结构体实现 “继承”

为什么标题的继承,加了双引号,因为Go 语言本身并不支持继承。

但我们可以使用组合的方法,实现类似继承的效果。

在生活中,组合的例子非常多,比如一台电脑,是由机身外壳,主板,CPU,内存等零部件组合在一起,最后才有了我们用的电脑。

同样的,在 Go 语言中,把一个结构体嵌入到另一个结构体的方法,称之为组合。

现在这里有一个表示公司(company)的结构体,还有一个表示公司职员(staff)的结构体。

type company struct {
    companyName string
    companyAddr string
}

type staff struct {
    name string
    age int
    gender string
    position string
}

若要将公司信息与公司职员关联起来,一般都会想到将 company 结构体的内容照抄到 staff 里。

type staff struct {
    name string
    age int
    gender string
    companyName string
    companyAddr string
    position string
}

虽然在实现上并没有什么问题,但在你对同一公司的多个staff初始化的时候,都得重复初始化相同的公司信息,这做得并不好,借鉴继承的思想,我们可以将公司的属性都“继承”过来。

但是在 Go 中没有类的概念,只有组合,你可以将 company 这个 结构体嵌入到 staff 中,做为 staff 的一个匿名字段,staff 就直接拥有了 company 的所有属性了。

type staff struct {
    name string
    age int
    gender string
    position string
    company   // 匿名字段
}

来写个完整的程序验证一下。

package main

import "fmt"

type company struct {
    companyName string
    companyAddr string
}

type staff struct {
    name string
    age int
    gender string
    position string
    company
}

func main()  {
    myCom := company{
        companyName: "Tencent",
        companyAddr: "深圳市南山区",
    }
    staffInfo := staff{
        name:     "小明",
        age:      28,
        gender:   "男",
        position: "云计算开发工程师",
        company: myCom,
    }

    fmt.Printf("%s 在 %s 工作\n", staffInfo.name, staffInfo.companyName)
    fmt.Printf("%s 在 %s 工作\n", staffInfo.name, staffInfo.company.companyName)
}

输出结果如下,可见staffInfo.companyNamestaffInfo.company.companyName 的效果是一样的。

小明  Tencent 工作
小明  Tencent 工作

5. 内部方法与外部方法

在 Go 语言中,函数名的首字母大小写非常重要,它被来实现控制对方法的访问权限。

  • 当方法的首字母为大写时,这个方法对于所有包都是Public,其他包可以随意调用

  • 当方法的首字母为小写时,这个方法是Private,其他包是无法访问的。


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