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第10章翻译完毕
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2015-08-13 20:49:18 +08:00
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# 10 结构struct与方法method # 10 结构struct与方法method
Go语言通过类型别名和结构体的方式来支持用户自定或自定义类型。试图用一个结构体及其属性代表一个实世界的实体。结构体是复合类型,当你想定义一类型由若干属性组成,每个属性都有自己的类型和值,并将数据段组合在一起的时候你可以使用它。然后像作为单一实体的一部分一样去访问它的数据。结构体也是值类型,因此可以通过**new**方法来创建。 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。一个带属性的结构体试图表示一个实世界的实体。结构体是复合类型(composite types),当需要定义一类型,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**方法来创建。
组成结构体的数据段被称为字段,每个字段都有自己的类型和名字,一个结构体中字段名在该结构体中必须是唯一的。 组成结构体类型的那些数据称为 *字段(fields)*。每个字段都有一个类型和一个名字;在一个结构体中字段名必须是唯一的。
这个概念在软件工程学的文献中被称作ADT(抽象数据类型)在像是Colbal这样古老的语言当中被称作记录(record)在C类语言中同样被称为结构体在面向对象语言中则可以看作一个轻量级的没有方法的类。然而在Go语言当中并没有类这个概念,所以结构体在Go语言中有着很重要的地位。 结构体的概念在软件工程上旧的术语叫ADT(抽象数据类型Abstract Data Type),在一些老的编程语言中叫*记录(Record)*比如Cobol在C家族的编程语言中它也存在并且名字也是*struct*,在面向对象的编程语言中,跟一个无方法的轻量级类一样。不过因为Go语言没有类概念,因此在Go中结构体有着更为重要的地位。
## 链接 ## 链接
- [目录](directory.md) - [目录](directory.md)
- 上一章:[在 Go 程序中使用外部库](09.11.md) - 上一章:[在 Go 程序中使用外部库](09.11.md)
- 下一节:[结构体定义](10.1.md) - 下一节:[结构体定义](10.1.md)

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@@ -0,0 +1,310 @@
# 10.1 结构体定义
结构体定义的一般方式如下:
```go
type identifier struct {
field1 type1
field2 type2
...
}
```
`type T struct {a, b int}`也是合法的语法,它更适用于简单的结构体。
结构体里的字段都有*名字*像field1field2等如果字段在代码中从来也不会被用到那么可以命名它为*_*。
结构体的字段可以是任何类型,甚至是结构体本身(参考[10.5](10.5.md)可以是函数或者接口参考第11章。可以声明结构体类型的一个变量然后给它的字段像下面这样赋值
```go
var s T
s.a = 5
s.b = 8
```
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。
**使用new**
使用*new*函数给一个新的结构体变量分配内存,它返回指向已分配内存的指针:`var t *T = new(T)`,如果需要可以把这条语句放在不同的行(比如定义是包范围的,但是分配却没有必要在开始就做)。
```go
var t *T
t = new(T)
```
写这条语句的惯用方法是:`t := new(T)`,变量`t`是一个指向`T`的指针,此时结构体字段的值是它们所属类型的零值。
声明`var t T`也会给`t`分配内存,并零值化内存,但是这个时候`t`是类型T。在这两种方式中`t`通常被称做类型T的一个实例(instance)或对象(Object)。
[Listing 10.1—structs_fields.go](examples/chapter_10/structs_fields.go)给出了一个非常简单的例子:
```go
package main
import "fmt"
type struct1 struct {
i1 int
f1 float32
str string
}
func main {
ms := new(struct1)
ms.i1 = 10
ms.f1 = 15.5
ms.str= "Chris"
fmt.Printf("The int is: %d\n", ms.i1)
fmt.Printf("The float is: %f\n", ms.f1)
fmt.Printf("The string is: %s\n", ms.str)
fmt.Println(ms)
}
```
输出:
The int is: 10
The float is: 15.500000
The string is: Chris
&{10 15.5 Chris}
使用fmt.Println打印一个结构体的默认输出可以很好的显示它的内容类似使用*%v*选项。
就像在面向对象语言所作的那样,可以使用逗号符给字段赋值:` structname.fieldname = value `
同样的,使用逗号符可以获取结构体字段的值:` structname.fieldname `
在Go语言中这叫*选择器(selector)*。无论变量是一个结构体类型还是一个结构体类型指针,都使用同样的*选择器符(selector-notation)*来引用结构体的字段:
```go
type myStruct struct { i int }
var v myStruct // v是结构体类型变量
var p *myStruct // p是指向一个结构体类型变量的指针
v.i
p.i
```
初始化一个结构体实例(一个结构体字面量struct-literal)的更简短和惯用的方式如下:
```go
ms := &struct1{10, 15.5, "Chris"}
// 此时ms的类型是 *struct1
```
或者:
```go
var mt struct1
ms := struct1{10, 15.5, "Chris"}
```
混合字面量语法(composite literal syntax)`&struct1{a, b, c}`是一种简写,底层仍然会调用`new ()`,这里值的顺序必须按照字段顺序来写。在下面的例子中能看到可以通过在值的前面放上字段名来初始化字段的方式。表达式`new(Type)``&Type{}`是等价的。
时间间隔(开始和结束时间以秒为单位)是使用结构体的一个典型例子:
```go
type Interval struct {
start int
end int
}
```
初始化方式:
```go
intr := Interval(0, 3) (A)
intr := Interval(end:5, start:1) (B)
intr := Interval(end:5) (C)
```
A值必须以字段在结构体定义时的顺序给出*&*不是必须的。B显示了另一种方式字段名加一个冒号放在值的前面这种情况下值的顺序不必一致并且某些字段还可以被忽略掉就像C中那样。
结构体类型和字段的命名遵循可见性规则([4.2](4.2.md),一个导出的结构体类型中有些字段是导出的,另一些不是,这是可能的。
下图说明了结构体类型实例和一个指向它的指针的内存布局:
```go
type Point struct { x, y int }
```
使用new初始化
![](images/10.1_fig10.1-1.jpg?raw=true)
作为结构体字面量初始化:
![](images/10.1_fig10.1-2.jpg?raw=true)
类型strcut1在定义它的包pack1中必须是唯一的它的完全类型名是`pack1.struct1`
下面的例子[Listing 10.2—person.go](examples/person.go)显示了一个结构体Person一个方法方法有一个类型为*Person的参数因此对象本身是可以被改变的以及三种调用这个方法的不同方式
```go
package main
import (
"fmt"
"strings"
)
type Person struct {
firstName string
lastName string
}
func upPerson(p *Person) {
p.firstName = strings.ToUpper(p.firstName)
p.lastName = strings.ToUpper(p.lastName)
}
func main() {
// 1-struct as a value type:
var pers1 Person
pers1.firstName = "Chris"
pers1.lastName = "Woodward"
upPerson(&pers1)
fmt.Printf("The name of the person is %s %s\n", pers1.firstName, pers1.lastName)
// 2—struct as a pointer:
pers2 := new(Person)
pers2.firstName = "Chris"
pers2.lastName = "Woodward"
(*pers2).lastName = "Woodward" // 这是合法的
upPerson(pers2)
fmt.Printf("The name of the person is %s %s\n", pers2.firstName, pers2.lastName)
// 3—struct as a literal:
pers3 := &Person{"Chris","Woodward"}
upPerson(pers3)
fmt.Printf("The name of the person is %s %s\n", pers3.firstName, pers3.lastName)
}
```
输出:
The name of the person is CHRIS WOODWARD
The name of the person is CHRIS WOODWARD
The name of the person is CHRIS WOODWARD
在上面例子的第二种情况中,可以直接通过指针,像`pers2.lastName="Woodward"`这样给结构体字段赋值没有像C++中那样需要使用`->`操作符Go会自动做这样的转换。
注意也可以通过解指针的方式来设置值:`(*pers2).lastName = "Woodward"`
**结构体的内存布局**
Go语言中结构体和它所包含的数据在内存中是以连续块的形式存在的即使结构体中嵌套有其他的结构体这在性能上带来了很大的优势。不像Java中的引用类型一个对象和它里面包含的对象可能会在不同的内存空间中这点和Go语言中的指针很像。下面的例子清晰地说明了这些情况
```go
type Rect1 struct {Min, Max Point }
type Rect2 struct {Min, Max *Point }
```
![](images/10.1_fig10.2.jpg?raw=true)
**递归结构体**
结构体类型可以通过引用自身来定义。这在定义链表或二叉树的元素(通常叫节点)时特别有用,此时节点包含指向临近节点的链接(地址)。如下所示,链表中的`su`,树中的`ri``le`分别是指向别的节点的指针。
链表:
![](images/10.1_fig10.3.jpg?raw=true)
这块的`data`字段用于存放有效数据比如float64`su`指针指向后继节点。
Go代码
```go
type Node struct {
data float64
su *Node
}
```
链表中的第一个元素叫`head`,它指向第二个元素;最后一个元素叫`tail`,它没有后继元素,所以它的`su`为nil值。当然真实的链接会有很多数据节点并且链表可以动态增长或收缩。
同样地可以定义一个双向链表,它有一个前趋节点`pr`和一个后继节点`su`
```go
type Node struct {
pr *Node
data float64
su *su
}
```
二叉树:
![](images/10.1_fig10.4.jpg?raw=true)
二叉树中每个节点最多能链接至两个节点:左节点(le)和右节点(ri),这两个节点本身又可以有左右节点,依次类推。树的顶层节点叫根节点(*root*),底层没有子节点的节点叫叶子节点(*leaves*),叶子节点的`le``ri`指针为nil值。在Go中可以如下定义二叉树
```go
type Tree strcut {
le *Tree
data float64
ri *Tree
}
```
**结构体转换**
Go中的类型转换遵循严格的规则。当为结构体定义了一个alias类型时此结构体类型和它的alias类型都有相同的底层类型它们可以如[Listing 10.3]那样互相转换,同时需要注意其中非法赋值或转换引起的编译错误:
Listing 10.3
```go
package main
import "fmt"
type number struct {
f float32
}
type nr number // alias type
func main() {
a := number{5.0}
b := nr{5.0}
// var i float32 = b // compile-error: cannot use b (type nr) as type
float32 in assignment
// var i = float32(b) // compile-error: cannot convert b (type nr) to
type float32
// var c number = b // compile-error: cannot use b (type nr) as type number in assignment
// needs a conversion:
var c = number(b)
fmt.Println(a, b, c)
}
```
输出:
{5} {5} {5}
**练习**
练习 10.1 vcard.go
定义结构体Address和VCard后者包含一个人的名字、地址编号、出生日期和图像试着选择正确的数据类型。构建一个自己的vcard并打印它的内容。
提示:
VCard必须包含住址它应该以值类型还是以指针类型放在VCard中呢
第二种会好点因为它占用内存少。包含一个名字和两个指向地址的指针的Address结构体可以使用%v打印
{Kersschot 0x126d2b80 0x126d2be0}
练习 10.2 persionext1.go
修改persionext1.go使它的参数upPerson不是一个指针解释下二者的区别。
练习 10.3 point.go
使用坐标X、Y定义一个二维Point结构体。同样地对一个三维点使用它的极坐标定义一个Polar结构体。实现一个Abs()方法来计算一个Point表示的向量的长度实现一个Scale方法它将点的坐标乘以一个尺度因子提示使用math包里的Sqrt函数 function Scale that multiplies the coordinates of a point with a scale
factor
练习 10.3 rectangle.go
定义一个Rectangle结构体它的长和宽是int类型并定义方法Area()和Primeter(),然后进行测试。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10 结构struct与方法method](10.0.md)
- 下一节:[10.2 使用工厂方法创建结构体](10.2.md)

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@@ -0,0 +1,111 @@
# 10.2 使用工厂方法创建结构体实例
## 10.2.1 结构体工厂
Go语言不支持面向对象编程语言中那样的构造子方法但是可以很容易的在Go中实现“构造子工厂“方法。为了方便通常会为类型定义一个工厂俺惯例工厂的名字以new或New开头。假设定义了如下的File结构体类型
```go
type File struct {
fd int // 文件描述符
name string // 文件名
}
```
下面是这个结构体类型对应的工厂方法,它返回一个指向结构体实例的指针:
```go
func NewFile(fd int, name string) *File {
if fd < 0 {
return nil
}
return &File(id, name)
}
```
然后这样调用它:`f := NewFile(10, "./test.txt")`
在Go语言中常常像上面这样在工厂方法里使用初始化来简便的实现构造子。
如果`File`是一个结构体类型,那么表达式`new(File)``&File{}`是等价的。
这可以和大多数面向对象编程语言中笨拙的初始化方式做个比较:`File f = new File(...)`
我们可以说是工厂实例化了类型的一个对象就像在基于类的OO语言中那样。
如果想知道结构体类型T的一个实例占用了多少内存可以使用`size := unsafe.Sizeof(T{})`
**如何强制使用工厂方法**
通过应用可见性规则参考4.2.19.5就可以禁止使用new函数强制用户使用工厂方法从而使类型变成私有的就像在OO语言中那样。
```go
type matrix struct {
...
}
func NewMatrix(params) *matrix {
m := new(matrix) // 初始化m
return m
}
```
在其他包里使用工厂方法:
```go
package main
import "matrix"
...
wrong := new(matrix.matrix) // 编译失败matrix是私有的
right := matrix.NewMatrix(...) // 实例化matrix的唯一方式
```
## 10.2.2 map和struct vs new()和make()
new和make这两个内置函数已经在[7.2.4](7.2.md)节通过切片的例子说明过一次。
现在为止我们已经见到了可以使用make()的三种类型中的其中两个:
slices / maps / channels见第14章
下面的例子来说明了在映射上使用new和make的区别以及可能的发生的错误
Listing 10.4—new_make.go不能编译
```go
package main
type Foo map[string]string
type Bar struct {
thingOne string
thingTwo int
}
func main() {
// OK
y := new(Bar)
(*y).thingOne = "hello"
(*y).thingTwo = 1
// NOT OK
z := make(Bar) // 编译错误cannot make type Bar
(*y).thingOne = "hello"
(*y).thingTwo = 1
// OK
x := make(Foo)
x["x"] = "goodbye"
x["y"] = "world"
// NOT OK
u := new(Foo)
(*u)["x"] = "goodbye" // 运行时错误!! panic: assignment to entry in nil map
(*u)["y"] = "world"
}
```
试图make()一个结构体变量会引发一个编译错误这还不是太糟糕但是new()一个映射并试图使用数据填充它,将会引发运行时错误! 因为new(Foo)返回的是一个指向nil的指针它尚未被分配内存。所以在使用map时要特别谨慎。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10 结构struct与方法method](10.0.md)
- 下一节:[10.3 使用结构体定制包](10.3.md)

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@@ -0,0 +1,41 @@
# 10.3 使用自定义包中的结构体
下面的例子中main.go使用了一个结构体它来自**submap?** struct_pack下的包structPack。
Listing 10.5—structPack.go:
```go
package structPack
type ExpStruct struct {
Mi1 int
Mf1 float32
}
```
Listing 10.6—main.go:
```go
package main
import (
"fmt"
"./struct_pack/structPack"
)
func main() {
struct1 := new(structPack.ExpStruct)
struct1.Mi1 = 10
struct1.Mf1 = 16.
fmt.Printf("Mi1 = %d\n", struct1.Mi1)
fmt.Printf("Mf1 = %f\n", struct1.Mf1)
}
```
输出:
Mi1 = 10
Mf1 = 16.000000
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10.2 使用工厂方法创建结构体实例](10.2.md)
- 下一节:[10.4 带标签的结构体](10.4.md)

43
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@@ -0,0 +1,43 @@
# 10.4 带标签的结构体
结构体中的字段除了有名字和类型外,还可以有一个可选的标签(tag):它是一个附属于字段的字符串,可以是文档或其他的重要标记。标签的内容不可以在一般的编程中使用,只有包`reflect`能获取它。我们将在下一章(11.10)中深入的探讨`reflect`包,它可以在运行时自省类型、属性和方法,比如:在一个变量上调用` reflect.TypeOf()`可以获取变量的正确类型如果变量是一个结构体类型就可以通过Field来索引结构体的字段然后就可以使用Tag属性。
Listing 10.7—struct_tag.go展示了如何使用它
```go
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type TagType struct { // tags
field1 bool "An important answer"
field2 string "The name of the thing"
field3 int "How much there are"
}
func main() {
tt := TagType{true, "Barak Obama", 1}
for i := 0; i < 3; i++ {
refTag(tt, i)
}
}
func refTag(tt TagType, ix int) {
ttType := reflect.TypeOf(tt)
ixField := ttType.Field(ix)
fmt.Printf("%v\n", ixField.Tag)
}
```
输出:
An important answer
The name of the thing
How much there are
## 链接
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- 上一节:[10.3 使用自定义包中的结构体](10.3.md)
- 下一节:[10.5 匿名字段和内嵌结构体](10.5.md)

124
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@@ -0,0 +1,124 @@
# 10.5 匿名字段和内嵌结构体
## 10.5.1 定义
结构体可以包含一个或多个*匿名(或内嵌)字段*,即这些字段没有显式的名字,只有字段的类型是必须的,此时类型也就是字段的名字。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结构体*。
可以粗略地将这个和OO语言中的继承概念相比较随后将会看到它被用来模拟类似继承的行为。Go语言中的继承是通过内嵌或组合来实现的所以可以说在Go语言中相比较于继承组合更受青睐。
考虑如下的程序:
Listing 10.8—structs_anonymous_fields.go
```go
package main
import "fmt"
type innerS struct {
in1 int
in2 int
}
type outerS struct {
b int
c float32
int // anonymous field
innerS //anonymous field
}
func main() {
outer := new(outerS)
outer.b = 6
outer.c = 7.5
outer.int = 60
outer.in1 = 5
outer.in2 = 10
fmt.Printf("outer.b is: %d\n", outer.b)
fmt.Printf("outer.c is: %f\n", outer.c)
fmt.Printf("outer.int is: %d\n", outer.int)
fmt.Printf("outer.in1 is: %d\n", outer.in1)
fmt.Printf("outer.in2 is: %d\n", outer.in2)
// 使用结构体字面量
outer2 := outerS{6, 7.5, 60, innerS{5, 10}}
fmt.Printf("outer2 is:", outer2)
}
```
输出:
outer.b is: 6
outer.c is: 7.500000
outer.int is: 60
outer.in1 is: 5
outer.in2 is: 10
outer2 is:{6 7.5 60 {5 10}}
通过类型outer.int的名字来获取存储在匿名字段中的数据于是可以得出一个结论在一个结构体中对于每一种数据类型只能有一个匿名字段。
## 10.5.2 内嵌结构体
同样地结构体也是一种数据类型所以它也可以作为一个匿名字段来使用如同上面例子中那样。外层结构体通过outer.in1直接进入内层结构体的字段内嵌结构体甚至可以来自其他包。内层结构体被简单的插入或者内嵌进外层结构体。这个简单的“继承”机制提供了一种方式使得可以从另外一个或一些类型继承部分或全部实现。
另外一个例子:
Listing 10.9—embedd_struct.go
```go
package main
import "fmt"
type A struct {
ax, ay int
}
type B struct {
A
bx, by float32
}
func main() {
b := B{A{1, 2}, 3.0, 4.0}
fmt.Println(b.ax, b.ay, b.bx, b.by)
fmt.Println((b.A))
}
```
输出:
1 2 3 4
{1 2}
练习 10.5 anonymous_struct.go
创建一个结构体它有一个具名的float字段2个匿名字段类型分别是int和string。通过结构体字面量新建一个结构体实例并打印它的内容。
## 10.5.3 命名冲突
当两个字段拥有相同的名字(可能是继承来的名字)时该怎么办呢?
1) 外层名字会覆盖内层名字,这提供了一种重载字段或方法的方式
2) 如果相同的名字在同一级别出现了两次,如果这个名字被程序使用了,将会引发一个错误(不使用没关系)。没有办法来解决这种问题引起的二义性,必须由程序员自己修正。
例子:
```go
type A struct {a int}
type B struct {a, b int}
type C struct {A; B}
var c C;
```
规则2使用c.a是错误的到底是c.A.a还是c.B.a呢会导致编译器错误*ambiguous DOT reference c.a disambiguate with either c.A.a or c.B.a*
```go
type D struct {B; b float32}
var d D;
```
规则1使用d.b是没问题的它是float32而不是B的b。如果想要内层的b可以通过d.B.b得到。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10.4 带标签的结构体](10.4.md)
- 下一节:[10.6 方法](10.6.md)

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@@ -0,0 +1,677 @@
# 10.6 方法
## 10.6.1 方法是什么
在Go中结构体就像是类的一种简化形式那么OO程序员可能会问类的方法在哪里呢在Go中有一个概念它和方法有着同样的名字并且大体上意思相同Go方法是作用在接收者receiver上的一个函数接收者是某种类型的变量。因此方法是一种特殊类型的函数。
接收者类型可以是几乎任何类型不仅仅是结构体类型任何类型都可以有方法甚至可以是函数类型可以是int、bool、string或数组的alias类型。但是接收者不能是一个接口类型参考 第11章因为接口是一个抽象定义但是方法却是具体实现如果这样做会引发一个编译错误*invalid receiver type…*
最后接收者不能是一个指针类型,但是它可以是任何其他允许类型的指针。
一个类型加上它的方法等价于OO中的一个类。一个重要的区别是在Go中类型的代码和绑定在它上面的方法的代码可以不放置在一起它们可以存在在不同的源文件唯一的要求是它们必须是同一个包的。
类型T或*T上的所有方法的集合叫做类型T或*T的方法集。
因为方法是函数所以同样的不允许方法重载即对于一个类型只能有一个给定名称的方法。但是如果基于接收者类型是有重载的具有同样名字的方法可以在2个或多个不同的接收者类型上存在比如在同一个包里这么做是允许的
```go
func (a *denseMatrix) Add(b Matrix) Matrix
func (a *sparseMatrix) Add(b Matrix) Matrix
```
alias类型不能有它原始类型上已经定义过的方法。
定义方法的一般格式如下:
func (recv receiver_type) methodName(parameter_list) (return_value_list) { ... }
在方法名之前func关键字之后的括号中指定receiver。
如果recv是receiver的实例Method1是它的方法名那么方法调用遵循传统的object.name选择器符号**recv.Method1()**
如果recv一个指针Go会自动解引用。
如果方法不需要使用recv的值可以用*_*替换它,比如:
func (_ receiver_type) methodName(parameter_list) (return_value_list) { ... }
recv就像是OO语言中的this或self但是Go中并没有这两个关键字。随个人喜好你可以使用this或self作为receiver的名字。下面是一个结构体上的简单方法的例子
Listing 10.10—method .go
```go
package main
import "fmt"
type TwoInts struct {
a int
b int
}
func main() {
two1 := new(TwoInts)
two1.a = 12
two1.b = 10
fmt.Printf("The sum is: %d\n", two1.AddThem())
fmt.Printf("Add them to the param: %d\n", two1.AddToParam(20))
two2 := TwoInts{3, 4}
fmt.Printf("The sum is: %d\n", two2.AddThem())
}
func (tn *TwoInts) AddThem() int {
return tn.a + tn.b
}
func (tn *TwoInts) AddToParam(param int) int {
return tn.a + tn.b + param
}
```
输出:
The sum is: 22
Add them to the param: 42
The sum is: 7
下面是非结构体类型上方法的例子:
Listing 10.11—method2.go
```go
package main
import "fmt"
type IntVector []int
func (v IntVector) Sum() (s int) {
for _, x := range v {
s += x
}
return
}
func main() {
fmt.Println(IntVector{1, 2, 3}.Sum()) // 输出是6
}
```
练习 10.6employee_salary.go
定义结构体employee它有一个salary字段给这个结构体定义一个方法giveRaise来按照指定的百分比增加薪水。
练习 10.7iteration_list.go
下面这段代码有什么错?
```go
package main
import "container/list"
func (p *list.List) Iter() {
// ...
}
func main() {
lst := new(list.List)
for _= range list.Iter() {
}
}
```
类型和作用在它上面定义的方法必须在同一个包里定义这就是为什么不能在int、float或类似这些的类型上定义方法。试图在int类型上定义方法会得到一个编译错误
cannot define new methods on non-local type int
比如想在time.Time上定义如下方法
```go
func (t time.Time) first3Chars() string {
return time.LocalTime().String()[0:3]
}
```
类型在在其他的,或是非本地的包里定义,在它上面定义方法都会得到和上面同样的错误。
但是有一个绕点的方式可以先定义该类型比如intfloat的别名类型然后再为别名类型定义方法。或者像下面这样将它作为匿名类型嵌入在一个新的结构体中。当然方法只在这个别名类型上有效。
Listing 10.12—method_on_time.go
```go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
type myTime struct {
time.Time //anonymous field
}
func (t myTime) first3Chars() string {
return t.Time.String()[0:3]
}
func main() {
m := myTime{time.Now()}
// 调用匿名Time上的String方法
fmt.Println("Full time now:", m.String())
// 调用myTime.first3Chars
fmt.Println("First 3 chars:", m.first3Chars())
}
/* Output:
Full time now: Mon Oct 24 15:34:54 Romance Daylight Time 2011
First 3 chars: Mon
*/
```
## 10.6.2 函数和方法的区别
函数将变量作为参数:*Function1(recv)*
方法在变量上被调用:*recv.Method1()*
在接收者是指针时,方法可以改变接收者的值(或状态),这点函数也可以做到(当参数作为指针传递,即通过引用调用时,函数也可以改变参数的状态)。
!!不要忘记Method1后边的括号(),否则会引发编译器错误:*method recv.Method1 is not an expression, must be called *!!
接收者必须有一个显式的名字,这个名字必须在方法中被使用。
*receiver_type*叫做*(接收者)基本类型*,这个类型必须在和方法同样的包中被声明。
在Go中(接收者)类型关联的方法不写在类型结构里面,就像类那样;耦合更加宽松;类型和方法之间的关联由接收者来建立。
*方法没有和数据定义(结构体)混在一起:它们是正交的类型;表示(数据)和行为(方法)是独立的。*
## 10.6.3 指针或值作为接收者
鉴于性能的原因recv最常见的是一个指向receiver_type的指针因为我们不想要一个实例的拷贝如果按值调用的话就会是这样特别是在receiver类型是结构体时就更这样了。
如果想要方法改变接收者的数据,就在接收者的指针类型上定义该方法。否则,就在普通的值类型上定义方法。
下面的例子pointer_value.go作了说明change()接受一个指向B的指针并改变它内部的成员write()接受通过拷贝接受B的值并只输出B的内容。注意Go为我们做了探测工作我们自己并没有指出是是否在指针上调用方法Go替我们做了这些事情。b1是值而b2是指针方法都支持运行了。
Listing 10.13—pointer_value.go:
```go
package main
import (
"fmt"
)
type B struct {
thing int
}
func (b *B) change() { b.thing = 1 }
func (b B) write() string { return fmt.Sprint((b)) }
func main() {
var b1 B // b1是值
b1.change()
fmt.Println(b1.write())
b2 := new(B) // b2是指针
b2.change()
fmt.Println(b2.write())
}
/* 输出:
{1}
{1}
*/
```
试着在write()中改变接收者b的值将会看到它可以正常编译但是开始的b没有被改变。
我们知道方法不需要指针作为接收者如下面的例子我们只是需要Point3的值来做计算
```go
type Point3 struct { x, y, z float }
// A method on Point3
func (p Point3) Abs float {
return math.Sqrt(p.x*p.x + p.y*p.y + p.z*p.z)
}
```
这样做稍微有点昂贵因为Point3是作为值传递给方法的因此传递的是它的拷贝这在Go中合法的。也可以在指向这个类型的指针上调用此方法会自动解引用
假设p3定义为一个指针* p3 := &Point{ 3, 4, 5}*
可以这样写: * p3.Abs() 来替代 (*p3).Abs() *
像例子10.11(method1.go)中接收者类型是*TwoInts的方法AddThem()它能在类型TwoInts的值上被调用这是自动间接发生的。
因此two2.AddThem可以替代(&two2).AddThem()。
在值和指针上调用方法:
可以有连接到类型的方法,也可以有连接到类型指针的方法。
*但是这没关系对于类型T如果在*T上存在方法Meth()并且t是这个类型的变量那么t.Meth()会被自动转换为(&t).Meth().*
*指针方法和值方法都可以在指针或非指针上被调用*如下面程序所示类型List在值上有一个方法Len()在指针上有一个方法Append(),但是可以看到两个方法都可以在两种类型的变量上被调用。
Listing 10.14—methodset1.go:
```go
package main
import (
"fmt"
)
type List []int
func (l List) Len() int { return len(l) }
func (l *List) Append(val int) { *l = append(*l, val) }
func main() {
// 值
var lst List
lst.Append(1)
fmt.Printf("%v (len: %d)", lst, lst.Len()) // [1] (len: 1)
// 指针
plst := new(List)
plst.Append(2)
fmt.Printf("%v (len: %d)", plst, plst.Len()) // &[2] (len: 1)
}
```
## 10.6.4 方法和未导出字段
考虑person2.go中的person包类型Person被明确的导出了但是它的字段没有被导出。例如在use_person2.go中p.firsetname就是错误的。该如何在另一个程序中修改或者只是读取一个Person的名字呢
这可以通过OO语言一个众所周知的技术来完成提供getter和setter方法。对于setter方法使用Set前缀对于getter方法只适用成员名。
Listing 10.15—person2.go:
```go
package person
type Person struct {
firstName string
lastName string
}
func (p *Person) FirstName() string {
return p.firstName
}
func (p *Person) SetFirstName(newName string) {
p.firstName = newName
}
```
Listing 10.16—use_person2.go:
```go
package main
import (
"./person"
"fmt"
)
func main() {
p := new(person.Person)
// p.firstName undefined
// (cannot refer to unexported field or method firstName)
// p.firstName = "Eric"
p.SetFirstName("Eric")
fmt.Println(p.FirstName()) // Output: Eric
}
```
*并发访问对象:*
对象的字段属性不应该由2个或2个以上的不同线程在同一时间去改变。如果在程序发生这种情况为了安全并发访问可以使用包sync(参考9.3)中的方法。在14.17我们会通过goroutines和channels探索另一种方式。
## 10.6.5 内嵌类型的方法和继承
当一个匿名类型被内嵌在结构体中时,匿名类型的可见方法也同样被内嵌---在效果上等同于外层类型*继承*了这些方法:*将父类型放在子类型中来实现亚型*。这个机制提供了一种简单的方式来模拟经典OO语言中的子类和继承相关的效果也类似Ruby中的混入(mixin)。
下面是一个示例(可以在练习 10.8中进一步学习假定有一个Engine接口类型一个Car结构体类型它包含一个Engine类型的匿名字段
```go
type Engine interface {
Start()
Stop()
}
type Car struct {
Engine
}
```
我们可以构建如下的代码:
```go
func (c *Car) GoToWorkIn() {
// get in car
c.Start()
// drive to work
c.Stop()
// get out of car
}
```
下面是method3.go的完整例子它展示了内嵌结构体上的方法可以直接在外层类型的实例上调用
```go
package main
import (
"fmt"
"math"
)
type Point struct {
x, y float64
}
func (p *Point) Abs() float64 {
return math.Sqrt(p.x*p.x + p.y*p.y)
}
type NamedPoint struct {
Point
name string
}
func main() {
n := &NamedPoint{Point{3, 4}, "Pythagoras"}
fmt.Println(n.Abs()) // 打印5
}
```
内嵌将一个已存在类型的字段和方法注入到了另一个类型里:匿名字段上的方法“晋升”成为了外层类型的方法。当然类型可以有只作用于本身实例而不作用于内嵌“父”类型上的方法,
可以覆写方法像字段一样和内嵌类型方法具有同样名字的外层类型的方法会覆写内嵌类型对应的方法。在Listing 10.18—method4.go中添加
```go
func (n *NamedPoint) Abs() float64 {
return n.Point.Abs() * 100.
}
```
现在`fmt.Println(n.Abs())`会打印500.
因为一个结构体可以嵌入多个匿名类型,所以实际上我们可以有一个简单版本的多重继承,就像:`type Child struct { Father; Mother}`。在10.6.7中会进一步讨论这个问题。
结构体内嵌和自己在同一个包中的结构体时,可以彼此访问对方所有的字段和方法。
练习 10.8inheritance_car.go
创建一个上面Car和Engine可运行的例子并且给Car类型一个wheelCount字段和一个numberOfWheels()方法。
创建一个Mercedes类型它内嵌Car并新建Mercedes的一个实例然后调用它的方法。
然后仅在Mercedes类型上创建方法sayHiToMerkel()并调用它。
## 10.6.6 如何在类型中嵌入功能
主要有两种方法来实现在类型中嵌入功能:
A. 聚合(或组合):包含一个所需功能类型的具名字段
B. 内嵌内嵌匿名地所需功能类型像前一节10.6.5 所示的那样
为了使这些概念具体化假设有一个Customer类型我们想让它通过Log类型来包含日志功能Log类型只是简单地包含一个累积的消息当然它可以是复杂的。如果想让特定类型都具备日志功能你可以实现一个这样的Log类型然后将它作为特定类型的一个字段并提供Log(),它返回这个日志的引用。
方式A可以通过如下方法实现使用了10.7中的String()功能):
Listing 10.19—embed_func1.go:
```go
package main
import (
"fmt"
)
type Log struct {
msg string
}
type Customer struct {
Name string
log *Log
}
func main() {
c := new(Customer)
c.Name = "Barak Obama"
c.log = new(Log)
c.log.msg = "1 - Yes we can!"
// shorter
c = &Customer{"Barak Obama", &Log{"1 - Yes we can!"}}
// fmt.Println(c) &{Barak Obama 1 - Yes we can!}
c.Log().Add("2 - After me the world will be a better place!")
//fmt.Println(c.log)
fmt.Println(c.Log())
}
func (l *Log) Add(s string) {
l.msg += "\n" + s
}
func (l *Log) String() string {
return l.msg
}
func (c *Customer) Log() *Log {
return c.log
}
```
输出:
1 - Yes we can!
2 - After me the world will be a better place!
相对的方式B可能会像这样
```go
package main
import (
"fmt"
)
type Log struct {
msg string
}
type Customer struct {
Name string
Log
}
func main() {
c := &Customer{"Barak Obama", Log{"1 - Yes we can!"}}
c.Add("2 - After me the world will be a better place!")
fmt.Println(c)
}
func (l *Log) Add(s string) {
l.msg += "\n" + s
}
func (l *Log) String() string {
return l.msg
}
func (c *Customer) String() string {
return c.Name + "\nLog:" + fmt.Sprintln(c.Log)
}
```
输出:
Barak Obama
Log:{1 - Yes we can!
2 - After me the world will be a better place!}
内嵌的类型不需要指针Customer也不需要Add方法它使用Log的Add方法Customer有自己的String方法并且在它里面调用了Log的String方法。
如果内嵌类型嵌入了其他类型,也是可以的,那些类型的方法可以直接在外层类型中使用。
因此一个好的策略是创建一些小的、可复用的类型作为一个工具箱,用于组成域类型。
## 10.6.7 多重继承
多重继承指的是类型获得多个父类型行为的能力它在传统的面向对象语言中通常是不被实现的C++和Python例外。因为在类继承层次中多重继承会给编译器引入额外的复杂度。但是Go语言中通过在类型中嵌入所有必要的父类型可以很简单的实现多重继承。
作为一个例子假设有一个类型CameraPhone通过它可以Call()也可以TakeAPicture()但是第一个方法属于类型Phone第二个方法属于类型Camera。
只要嵌入这两个类型就可以解个问题,如下所示:
```go
package main
import (
"fmt"
)
type Camera struct{}
func (c *Camera) TakeAPicture() string {
return "Click"
}
type Phone struct{}
func (p *Phone) Call() string {
return "Ring Ring"
}
type CameraPhone struct {
Camera
Phone
}
func main() {
cp := new(CameraPhone)
fmt.Println("Our new CameraPhone exhibits multiple behaviors...")
fmt.Println("It exhibits behavior of a Camera: ", cp.TakeAPicture())
fmt.Println("It works like a Phone too: ", cp.Call())
}
```
输出:
Our new CameraPhone exhibits multiple behaviors...
It exhibits behavior of a Camera: Click
It works like a Phone too: Ring Ring
练习 10.9point_methods.go:
从point.go开始10.1的联系使用方法来实现Abs()和Scale()函数Point作为方法的接收者类型。也为Point3和Polar实现Abs()方法。做point.go中同样的事情只是这次通过方法。
练习 10.10inherit_methods.go:
定义一个结构体类型Base它包含一个字段id方法Id()返回id方法SetId()修改id。结构体类型Person包含Base及FirstName和LastName字段。结构体类型Employee包含一个Person和salary字段。
创建一个employee实例然后显示它的id。
练习 10.11magic.go:
首先预测一下下面程序的结果,然后动手实验下:
```go
package main
import (
"fmt"
)
type Base struct{}
func (Base) Magic() {
fmt.Println("base magic")
}
func (self Base) MoreMagic() {
self.Magic()
self.Magic()
}
type Voodoo struct {
Base
}
func (Voodoo) Magic() {
fmt.Println("voodoo magic")
}
func main() {
v := new(Voodoo)
v.Magic()
v.MoreMagic()
}
```
## 10.6.8 通用方法和方法命名
在编程中一些基本操作会一遍又一遍的出现,比如打开(Open)、关闭(Close)、读(Read)、写(Write)、排序(Sort)等等,并且它们都有一个大致的意思:打开(Open)可以作用于一个文件、一个网络连接、一个数据库连接等等。具体的实现可能千差万别但是基本的概念是一致的。在Go语言中通过使用接口参考 第11章标准库广泛的应用了这些规则在标准库中这些通用方法都有一致的名字比如Open()、Read()、Write()等。想写规范的Go程序就应该遵守这些约定给方法合适的名字和签名就像那些通用方法那样。这样做会使Go开发的软件更加具有一致性和可读性。比如如果需要一个convert-to-string方法应该命名为String()而不是ToString()(参考10.7).
## 10.6.9 和其他面向对象语言比较Go的类型和方法
在如C++、Java、C#和Ruby这样的面向对象语言中方法在类的上下文中被定义和继承在一个对象上调用方法时运行时会检测类以及它的超类中是否有此方法的定义如果没有会导致异常发生。
在Go中这样的继承层次是完全没必要的如果方法在此类型定义了就可以调用它和其他类型上是否存在这个方法没有关系。在这个意义上Go具有更大的灵活性。
下面的模式就很好的说明了这个问题:
![](images/10.6.9_fig10.4.jpg?raw=true)
Go不需要一个显式的类定义如同Java、C++、C#等那样,相反地,,“类”是通过提供一组作用于一个共同类型的方法集来隐式定义的。类型可以是结构体或者任何用户自定义类型。
比如我们想定义自己的Integer类型并添加一些类似转换成字符串的方法在Go中可以如下定义
```go
type Integer int
func (i *Integer) String() string {
return strconv.Itoa(i)
}
```
在Java或C#中这个方法需要和类Integer的定义放在一起在Ruby中可以直接在基本类型int上定义这个方法。
**总结:**
在Go中类型就是类数据和关联的方法。Go不知道类似OO语言的类继承的概念。继承有两个好处代码复用和多态。
在Go中代码复用通过组合和委托实现多态通过接口的使用来实现有时这也叫*组件编程*。
许多开发者说相比于类继承Go的接口提供了更强大、却更简单的多态行为。
**备注**
如果真的需要更多OO的能力看一下goop包Go Object-Oriented Programming它来自与Scott Pakin[(https://github.com/losalamos/goop]: 它给Go提供了JavaScript风格的对象基于原型的对象并且支持多重继承和类型独立分派通过它可以实现你喜欢的其他编程语言里的一些结构。
问题 10.1
我们在某个类型的变量上使用点号调用一个方法variable.method()在使用Go以前在哪儿碰到过OO的点号
问题 10.2
a) 假设定义: `type Integer int`完成get()方法的方法体: `func (p Integer) get() int { ... }`
b) 定义: `func f(i int) {}; var v Integer` 如何就v作为参数调用f
c) 假设Integer定义为`type Integer struct {n int}`完成get()方法的方法体:`func (p Integer) get() int { ... }`
d) 对于新定义的Integer和b)中同样的问题
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10.5 匿名字段和内嵌结构体](10.5.md)
- 下一节:[10.7 TODO](10.7.md)

110
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@@ -0,0 +1,110 @@
# 10.7 类型的String()方法和格式化描述符
当定义一个了有很多方法的类型时十之八九你会使用String()方法来定制类型的字符串形式的输出换句话说一种可阅读性和打印性的输出。如果类型定义了String()方法它会被用在fmt.Printf()中生成默认的输出:等同于使用格式化描述符%v产生的输出。还有fmt.Print()和fmt.Println()也会自动使用String()方法。
我们使用10.4中程序的类型来进行测试:
Listing 10.22—method_string.go:
```go
package main
import (
"fmt"
"strconv"
)
type TwoInts struct {
a int
b int
}
func main() {
two1 := new(TwoInts)
two1.a = 12
two1.b = 10
fmt.Printf("two1 is: %v\n", two1)
fmt.Println("two1 is:", two1)
fmt.Printf("two1 is: %T\n", two1)
fmt.Printf("two1 is: %#v\n", two1)
}
func (tn *TwoInts) String() string {
return "(" + strconv.Itoa(tn.a) + "/" + strconv.Itoa(tn.b) + ")"
}
```
输出:
two1 is: (12/10)
two1 is: (12/10)
two1 is: *main.TwoInts
two1 is: &main.TwoInts{a:12, b:10}
当你广泛使用一个自定义类型时最好为它定义String()方法。从上面的例子也可以看到,格式化描述符%T会给出类型的完全规格%#v会给出实例的完整输出包括它的字段在程序自动生成Go代码时也很有用
**备注:**
不要在String()方法里面调用涉及String()方法的方法它会导致意料之外的错误比如下面的例子它导致了一个无限迭代调用TT.String()调用fmt.Sprintf而fmt.Sprintf又会反过来调用TT.String()...),很快就会导致内存溢出:
```go
type TT float64
func (t TT) String() string {
return fmt.Sprintf("%v", s)
}
t. String()
```
**练习**
练习 10.12type_string.go
给定结构体类型T:
```go
type T struct {
a int
b float32
c string
}
```
值t: `t := &{7, -2.35, "abc\tdef"}`。给T定义String(),使得`fmt.Printf("%v\n", t)`输出:`7 / -2.350000 / "abc\tdef"`
练习 10.13celsius.go
为float64定义一个别名类型Celsius并给它定义String()它输出一个十进制数和°C表示的温度值。
练习 10.14days.go
为int定义一个别名类型Day定义一个字符串数组它包含一周七天的名字为类型Day定义String()方法它输出星期几的名字。使用iota定义一个枚举常量用于表示一周的中每天(MO,TU,...)
练习 10.15timezones.go
为int定义别名类型TZ定义一些常量表示时区比如UTC定义一个map它将时区的缩写映射为它的全称比如`UTC -> "Universal Greenwich time"`。为类型TZ定义String()方法,它输出时区的全称。
练习 10.16stack_arr.go / stack_struct.go
实现栈(stack)数据结构:
![](images/10.7_fig.jpg?raw=true)
它的格子包含数据比如整数ijkl等等格子从底部(索引0)之顶部(索引n)来索引。这个例子中假定n=3那么一共有4个格子。
一个新栈中所有格子的值都是0.
push将一个新值放到栈的最顶部一个非空非零的格子中。
pop获取栈的最顶部一个非空非零的格子的值。现在可以理解为什么栈是一个后进先出(LIFO)的结构了吧。
为栈定义一Stack类型并为它定义一个Push和Pop方法再为它定义String()方法(用于调试)它输出栈的内容,比如:`[0:i] [1:j] [2:k] [3:l]`
(1). stack_arr.go使用长度为4的int数据作为底层数据结构
(2). stack_struct.go使用包含一个索引和一个int数组的结构体作为底层数据结构所以表示第一个空闲的位置。
(3). 使用常量LIMIT代替上面表示元素个数的4重新实现上面的(1)和(2),是它们更具有一般性。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10.6 方法](10.6.md)
- 下一节:[10.8 垃圾回收和SetFinalizer](10.8.md)

29
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@@ -0,0 +1,29 @@
# 10.8 垃圾回收和SetFinalizer
Go开发者不需要写代码来释放程序中不再使用的变量和结构占用的内存在Go运行时中有一个独立的进程即垃圾收集器(GC)会处理这些事情它搜索不再使用的变量然后释放它们的内存。可以通过runtime包访问GC进程。
通过调用runtime.GC()函数可以显式的触发GC但这只在某些罕见的场景下才有用比如当内存资源不足时调用runtime.GC()它会此函数执行的点上立即释放一大片内存此时程序可能会有短时的性能下降因为GC进程在执行
如果想知道当前的内存状态,可以使用:
```go
fmt.Printf(%d\n, runtime.MemStats.Alloc/1024)
```
上面的程序会给出已分配内存的总量单位是Kb。进一步的测量参考http://golang.org/pkg/runtime/#MemStatsType
如果需要在一个对象obj被从内存移除前执行一些特殊操作比如写到日志文件中可以通过如下方式调用函数来实现
```go
runtime.SetFinalizer(obj, func(obj *typeObj))
```
func(obj *typeObj)需要一个typeObj类型的指针参数obj特殊操作会在它上面执行。func也可以是一个匿名函数。
在对象被GC进程选中并从内存中移除以前SetFinalizer都不会执行即使程序正常结束或者发生错误。
练习 10.17从练习10.16开始(它基于结构体实现了一个栈结构),为栈的实现(stack_struct.go)创建一个单独的包stack并从main包main.stack.go中调用它。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[10.7 类型的String()方法和格式化描述符](10.7.md)
- 下一节:[11.1 什么是接口](11.1.md)

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@@ -85,6 +85,14 @@
- 9.10 [Go 的外部包和项目](09.10.md) - 9.10 [Go 的外部包和项目](09.10.md)
- 9.11 [在 Go 程序中使用外部库](09.11.md) - 9.11 [在 Go 程序中使用外部库](09.11.md)
- 第10章[结构struct与方法method](10.0.md) - 第10章[结构struct与方法method](10.0.md)
- 10.1 [结构体定义](10.1.md)
- 10.2 [使用工厂方法创建结构体实例](10.2.md)
- 10.3 [使用自定义包中的结构体](10.3.md)
- 10.4 [带标签的结构体](10.4.md)
- 10.5 [匿名字段和内嵌结构体](10.5.md)
- 10.6 [方法](10.6.md)
- 10.7 [类型的String()方法和格式化描述符](10.7.md)
- 10.8 [垃圾回收和SetFinalizer](10.8.md)
- 第11章接口interface与反射reflection - 第11章接口interface与反射reflection
## 第三部分Go 高级编程 ## 第三部分Go 高级编程

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