3.11 Go Struct结构体

3.11 Go Struct结构体

Golang支持OOP面向对象编程。

Go的结构体struct如同python的class。

Go基于struct实现OOP特性，只有组合composition这个特性。

2. 结构体概念

1）将一类事务特性提取出一个新的数据类型，就是结构体。

2）通过结构体可以创建多个实例。

3）可以是Student结构体、可以是Animal、Person结构体。

3. 结构体特点

1）struct用于定义复杂数据结构

2）struct可以包含多个字段

3）struct可以定义方法（注意不是函数，是golang的method）

4）struct可以是值类型

5）struct类型可以嵌套

6）Go没有class，只有struct类型

7）结构体是自定义类型，不得与其他类型强转

8）可以为struct每一个字段添加tag，这个tag可以反射机制获取，场景如json序列化和反序列化。

4. 结构体定义

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}
func main() {
    //声明方式
    p1 := Person{"小黑", 18} //有序赋值，并且必须包含所有字段，否则报错
    p2 := Person{Age: 18}  //关键词赋值，未赋值字段有空值
    fmt.Println(p1)
    fmt.Println(p2)
}

练习struct

package main

import "fmt"

//声明结构体名称Stu
type Stu struct {
    Name    string //结构体字段
    Age     int    //如未赋值有默认空值
    Address string
    Score   int
}

//结构体可以定义复杂的类型
type Person struct {
    Name  string
    Age   int
    Score [5]float64        //容量为5的数组
    prt   *int              //指针类型
    slice []int             //int类型切片
    map1  map[string]string //map类型字段
    //slice和map默认值是nil，必须make初始化才可使用
}

//结构体是值类型，不同结构体实例之间互不影响
type Monster struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    //声明结构体类型变量
    var stu1 Stu
    //结构体可以通过 . 的方式赋值，声明赋值方式一
    stu1.Name = "小黑"
    stu1.Age = 18
    stu1.Address = "沙河"
    stu1.Score = 100
    fmt.Printf("stu1的名字=%v 年纪=%v 住址=%v 分数=%v\n", stu1.Name, stu1.Age, stu1.Address, stu1.Score)

    //声明赋值方式二
    monster1 := Monster{"红孩儿", 18}
    monster2 := Monster{"女妖怪", 999}
    //两个结构体实例，内存地址不一样，确保独立
    fmt.Printf("monster1地址：%p\n", &monster1)
    fmt.Printf("monster2地址：%p\n", &monster2)

    //声明方式三
    //用来分配内存，主要用来分配值类型，比如int、struct。返回指向类型的 指针
    //此时m1是一个指针
    var m1 *Monster = new(Monster)
    //给m1赋值
    (*m1).Name = "孙悟空" //编译器自动识别 同于 m1.Name="孙悟空"
    (*m1).Age = 9999   //同上
    fmt.Println(*m1)   //此时m1是指针变量，加上*取值

    //声明方式四
    m2 := &Monster{
        "猪八戒",
        888,
    }
    fmt.Println(*m2)
    //第三、第四种返回结构体指针,go编译器自动识别，简化程序员心智负担，建议用1、2方法
}

4.1.1. 匿名结构体

没有名字的结构体

package main

import "fmt"

func main() {
    //匿名函数
    func() {
        fmt.Println("我是匿名函数")
    }()
    //匿名结构体
    p1 := struct {
        name string
        age  int
    }{
        name: "张三",
        age:  18,
    }
    fmt.Println(p1)
}

4.1.2. 匿名字段

package main

import "fmt"

func main() {
    type student struct {
        string //匿名字段，类型当做字段名
        int
    }
    s1 := student{
        "吴亦凡",
        18,
    }
    fmt.Println(s1.string, s1.int)
}

4.1.3. 结构体嵌套

面向对象：聚合关系

​ 一个类作为另一个类的属性

package main

import "fmt"

type Book struct {
    bookName string
    price    float64
    author   string
}

type Person struct {
    name string
    age  int
    book Book //继承Book结构体的字段 ，模拟聚合关系
}

func main() {
    //先定义好的book对象
    b1 := Book{"如何找到女朋友", 999.999, "alex金角大王"}
    p1 := Person{"武沛奇", 26, b1} //b1就是Book结构体类型，武沛奇买了一本书
    fmt.Printf("姓名：%s，年纪：%d，书名：%s，价格：%.2f，书的作者：%s\n", p1.name, p1.age, p1.book.bookName, p1.book.price, p1.book.author)

    //声明初始化book对象，一行搞定
    p2 := Person{"萧峰", 25, Book{"如何找到男朋友", 3.58, "超哥著作"}}
    fmt.Printf("姓名：%s，年纪：%d，书名：%s，价格：%.2f，书的作者：%s\n", p2.name, p2.age, p2.book.bookName, p2.book.price, p2.book.author)
}

结构体嵌套练习

学生与书架

package main

import "fmt"

type Book struct {
    bookName string
    price    float64
}
type Student struct {
    name  string
    age   int
    books []*Book
}

func main() {
    b1 := Book{"霸道总裁爱上我", 120.22}
    b2 := Book{"斗破苍穹", 12.5}
    b3 := Book{"我和师姐的故事", 15.5}
    //定义书架，默认没有书，可以容纳10本书
    //用Book就是值拷贝，*Book就是放入书的内存地址
    bookSlice := make([]*Book, 0, 10)
    //注意需要传入地址
    bookSlice = append(bookSlice, &b1, &b2, &b3)
    //创建一个学生
    s1 := Student{"小猪沛奇", 3, bookSlice}
    fmt.Printf("姓名：%s，年纪：%d\n", s1.name, s1.age)
    //查看书架上书的信息
    for i := 0; i < len(s1.books); i++ {
        book := s1.books[i]
        fmt.Printf("\t第%d本书，书名：%s，书价格：%.2f\n", i+1, (*book).bookName, book.price)
    }

    //创建图书方式二
    //初始化创建时候，必须对切片分配内存
    s2 := Student{"特斯拉车主alex", 46, make([]*Book, 0, 10)}
    //放入书架的书，放入书的内存地址
    s2.books = append(s2.books, &Book{"斗罗大陆", 55.3}, &Book{"python入门到放弃", 1.28}, &Book{"王思聪与三个网红的一天", 999999.99})
    fmt.Printf("学生名：%s，学习年龄：%d\n", s2.name, s2.age)
    //输入所有s2学生看的书
    for k, v := range s2.books {
        fmt.Printf("\t第%d本书，书名：%s,价格：%.2f\n", k+1, v.bookName, v.price)
    }
}

4.1.4. 面向对象：继承关系

​ 一个类作为另一个类的子类：子类，父类

继承：面向对象的第二个特征，用于描述两个类的关系

​ 子类，派生类，subClass继承父类(超类，基类，superClass)

​ 子类可以直接访问父类已有的属性和方法

​ 子类可以新增自己的属性和方法

​ 子类也可以重写父类已有的方法

通过匿名字段的方式，进行嵌套，实现继承关系

package main

import "fmt"

//1.定义父类
type Person struct {
    name string
    age  int
}

//2定义子类，匿名字段，Person即是
type Son struct {
    Person        //模拟继承结构，继承父类的name，age属性
    school string //子类的新增属性
}

func main() {
    //父类
    p1 := Person{"李靖", 999}
    fmt.Println(p1.name, p1.age)
    //子类赋值方式一，子类直接访问父类属性
    var s2 Son
    s2.name = "娜扎"
    s2.age = 666
    s2.school = "神仙学校"
    fmt.Println(s2, s2.name, s2.age, s2.school)
    //创建方式二，简写方式
    s3 := Son{Person{"木吒", 667}, "神仙学校"}
    fmt.Println(s3, s3.name, s3.age, s3.school)

    //创建方式三，基于key-value写
    s4 := Son{Person: Person{name: "金吒", age: 668}, school: "神仙学校"}
    fmt.Println(s4, s4.name, s4.age, s4.school)
}

4.1.5. 结构体细节

1. 结构体字段在内存中是连续的

package main

import "fmt"

type Test struct {
    A int32
    B int32
    C int32
    D int32
}

func main() {
    var t Test
    fmt.Printf("a addr:%p\n", &t.A)
    fmt.Printf("b addr:%p\n", &t.B)
    fmt.Printf("c addr:%p\n", &t.C)
    fmt.Printf("d addr:%p\n", &t.D)
}

1. 结构体由用户自定义，可以类型转换，但必须完全相同字段、个数、类型
2. 对结构体进行重新定义（重新type），效果同于结构体别名
3. struct每个字段，可以写一个tag，这个tab可以通过反射获取，用在序列化，反序列化

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
)

type User struct {
    UserName string  `json:"姓名"` //反引号括起来的就是struct tag
    Sex      string  `json:"性别"`
    Score    float32 `json:"成绩"`
    Age      int32   `json:"年纪"`
}

func main() {
    user := &User{
        UserName: "user01",
        Sex:      "男",
        Score:    99.2,
        Age:      18,
    }
    //将user变量序列化为json格式字符串
    data, _ := json.Marshal(user)
    fmt.Printf("json str:%s\n", string(data))
}

4.2. 结构体内存分配

先看代码

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    //p1有自己的结构体内存地址，
    var p1 Person
    p1.Age = 10
    p1.Name = "王大锤"

    //定义P2 指针类型，指向p1的内存地址
    var p2 *Person = &p1
    //两种形式一样，go编译器自动识别
    fmt.Println((*p2).Age)
    fmt.Println(p2.Age)
    //修改p2的结构体值，也就是修改了p1的结构体值
    p2.Name = "葫芦娃"
    fmt.Printf("输出结果  p2.Name=%v p1.Name=%v\n", p2.Name, p1.Name)
    fmt.Printf("输出结果(*p2).Name=%v p1.Name=%v\n", (*p2).Name, p1.Name)

    //查看p1和p2的内存地址
    fmt.Printf("p1内存地址%p\n", &p1)
    //p2是指针变量，自己也有一块内存地址，p2的值指向
    fmt.Printf("p2内存地址%p p2的值是%v\n", &p2, p2)
}

4.3. 结构体内存分布原理图