Golang 入门 : 结构体(struct)

Go 通过类型别名(alias types)和结构体的形式支持用户自定义类型,或者叫定制类型。试图表示一个现实世界中的实体。

结构体由一系列命名的元素组成,这些元素又被称为字段,每个字段都有一个名称和一个类型。
结构体的目的就是把数据聚集在一起,以便能够更加便捷地操作这些数据。结构体的概念在 C 语言里很常见,被称为 struct。Golang 中的结构体也是 struct。Go 语言中没有类的概念,因此在 Go 中结构体有着更为重要的地位。结构体是复合类型(composite types),当需要定义一个类型,它由一系列属性组成,每个属性都有自己的类型和值的时候,就应该使用结构体,它把数据聚集在一起。然后可以访问这些数据,就好像它是一个独立实体的一部分。结构体也是值类型,因此可以通过 new 函数来创建。

定义结构体

在 Golang 中最常用的方法是使用关键字 type 和 struct 来定义一个结构体,以关键字 type 开始,之后是新类型的名字,最后是关键字 struct:

// Person 为用户定义的一个类型
type Person struct {
    Name  string
    Age     int
    Email string
}

还有一些简单的写法,比如:

type T struct { a, b int }

也是合法的,它更适用于简单的结构体。

结构体里的字段都有名字,比如上面例子中的 Name、Age 和 Email 等等。如果一个字段在代码中从来不会被用到,那可以把它命名为 _,即空标识符。

结构体中的字段可以是任何类型,甚至是结构体本身,也可以是函数或者接口。可以声明结构体类型的一个变量,然后像下面这样给它的字段赋值:

var p Person
p.Name = "nick"
p.Age = 28

另外,数组可以看作是一种结构体类型,不过它使用下标而不是具名的字段。

字段标记
在定义结构体时还可以为字段指定一个标记信息:

type Person struct {
    Name  string `json:"name"`
    Age     int         `json:"age"`
    Email string `json:"email"`
}

这些标记信息通过反射接口可见,并参与结构体的类型标识,但在其他情况下被忽略。

声明结构体类型的变量

一旦定义了结构体类型就可以使用这个类型创建值。

使用结构类型声明变量,并初始化为零值

var nick Person

关键字 var 创建了类型为 Person 且名为 nick 的变量。nick 被称作类型 Person 的一个实例(instance)或对象(object)。注意:当声明变量时,这个变量对应的值总是会被初始化。这个值要么用指定的值初始化,要么用零值(即变量类型的默认值)做初始化。对数值类型来说,零值是 0;对字符串来说,零值是空字符串;对布尔类型,零值是 false。

通过上面的方式声明结构体类型的变量,结构体里的每个字段都会用零值初始化。任何时候,创建一个变量并初始化为零值,习惯上会使用关键字 var。这种用法是为了更明确地表示一个变量被设置为零值。

使用结构体字面量声明变量,并初始化为非零值
如果希望变量被初始化为某个非零值,可以通过结构体字面量和短变量声明操作符(:=)来创建变量。下面的代码展示了如何声明一个 Persion 类型的变量,并使用某个非零值作为初始值。

// 声明 Person 类型的变量,并初始化所有字段
nick := Person{
    Name: "nick",
    Age: 28,
    Email: "nickli@xxx.com",
}

在第一行中我们给出了一个变量名 nick,之后是短变量声明操作符。这个操作符是冒号加一个等号 (:=)。一个短变量声明操作符在一次操作中完成两件事情:声明一个变量,并初始化。短变量声明操作符会使用右侧给出的类型信息作为声明变量的类型。

短变量声明操作符(:=)
它的作用是声明并且赋值一个变量,其好处是不需要写 var 三个字母,另外不需要写类型,Golang 语言会自动根据赋值的内容确定类型。

使用短变量声明操作符也有一些限制,比如不能在函数外面使用,即不能用来声明全局变量。另外短变量声明操作符左边至少得有一个变量是没有定义过的。

字面量的两种写法
结构体字面量可以对结构体类型进行初始化,比如前面介绍过的示例:

nick := Person{
    Name: "nick",
    Age: 28,
    Email: "nickli@xxx.com",
}

这种形式在不同行声明每个字段的名字以及对应的值。字段名与值用冒号分隔,每一行以逗号结尾。这种形式对字段的声明顺序没有要求。
第二种形式没有字段名,只声明对应的值,如下面的代码:

nick := Person{"nick", 28, "nickli@xxx.com"}

每个值也可以分别占一行,不过习惯上这种形式会写在一行里,结尾不需要逗号。这种形式下,值的顺序很重要,必须要和结构声明中字段的顺序一致。

new 函数

new 是一个用来分配内存的内置函数,但是与 C++ 不一样的是,它并不初始化内存,只是将其置零。也就是说,new(T) 会为类型 T 分配被置零的内存,并且返回它的地址,一个类型为 *T 的值。在 Golang 的术语中,其返回一个指向新分配的类型为 T 的指针,这个指针指向的内容的值为零(zero value)。比如下面的代码:

nick := new(Person)

这里的变量 nick 是一个指针:

fmt.Printf("%T", nick)

输出的结果为:*main.Student
而通过下面方式声明的变量:

var nick Person

类型则是:main.Student

使用 new 函数时,声明变量和分配内存并不需要放在一起,可以先声明一个变量,然后再通过 new 函数为之分配内存,比如下面的写法:
var nick *Person
nick = new (Person)

new 函数的特点是只能把内存初始化为零值并返回其指针,如果要通过字面量初始化该内存就需要使用混合字面量语法(composite literal syntax)
&T{...}
比如下面的写法:

nick := &Person{
    Name:  "nick",
    Age:   28,
    Email: "nickli@xxx.com",
}

此时 nick 的类型也是 *Person。因此我们可以得出下面的结论:
表达式 new(Type) 和 &Type{} 是等价的。

选择器(selector)

在 Golang 中,访问结构体成员需要使用点号操作符,点号操作符也被称为选择器(selector),使用时的格式为:

结构体.成员名

注意:这里的 "结构体" 是指结构体类型的变量或结构体指针类型的变量。无论变量是一个结构体类型还是一个结构体类型指针,都可以使用相同的选择器服务来引用结构体的字段。

匿名字段和内嵌结构体

结构体可以包含一个或多个匿名(或者称为内嵌)字段,即这些字段没有显式的名字。仅指明字段的类型,此时该类型就是字段的名字。匿名字段本身可以是一个结构体类型,即结构体可以包含内嵌的结构体。

匿名字段
匿名字段和面向对象编程中的继承概念相似,可以被用来模拟类似继承的行为。Golang 中的基础就是通过内嵌或组合来实现的,所以说在 Golang 中组合比继承更受欢迎。比如下面的例子:

type test struct {
    name string
    age int
    int // 匿名字段
}

内嵌结构体
结构体也是一种数据类型,所以它同样可以作为匿名字段使用:

type Person struct {
    Name  string
    Age     int
    Email string
}
type Student struct {
    Person
    StudentID int
}

下面的代码可以声明并初始化 Student 类型的变量:

st := Student {
    Person:    Person{"jack", 22, "jack@xxx.com"},
    StudentID: 1000,
}

从这个示例可以看出,内层结构体被简单地插入或者内嵌进外层结构体。这种简单的 "继承" 机制使得 Golang 很轻松就能实现从一个或一些类型中继承部分或全部的实现。

总结

Golang 中没有类的概念,因此在 Golang 中结构体有着更为重要的地位。所以学习并掌握结构体是入门 Golang 的关键步骤。希望本文能够帮助大家理解 Golang 结构体的基本概念和用法。

参考:
Golang Struct types
《Go语言编程入门与实战技巧》
结构体定义
go 语言的变量声明并赋值运算符(:=)

posted @ 2019-04-25 08:47 sparkdev 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏