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浅谈Go语言中的结构体struct & 接口Interface & 反射

时间：2021-03-22 09:10:09 | 栏目：Golang | 点击：次

结构体struct

struct 用来自定义复杂数据结构，可以包含多个字段（属性），可以嵌套；

go中的struct类型理解为类，可以定义方法，和函数定义有些许区别；

struct类型是值类型。

struct定义

type User struct {
 Name string
 Age int32
 mess string
}
var user User
var user1 *User = &User{}
var user2 *User = new(User)

struct使用

下面示例中user1和user2为指针类型，访问的时候编译器会自动把 user1.Name 转为 (*user1).Name

func main() {
 var user User
 user.Name = "nick"
 user.Age = 18
 user.mess = "lover"

 var user1 *User = &User{
  Name: "dawn",
  Age: 21,
 }
 fmt.Println(*user1)     //{dawn 21 }
 fmt.Println(user1.Name, (*user1).Name) //dawn dawn

 var user2 *User = new(User)
 user2.Name = "suoning"
 user2.Age = 18
 fmt.Println(user2)      //&{suoning 18 }
 fmt.Println(user2.Name, (*user2).Name) //suoning suoning
}

构造函数

golang中的struct没有构造函数，可以伪造一个

type User struct {
 Name string
 Age int32
 mess string
}

func NewUser(name string, age int32, mess string) *User {
 return &User{Name:name,Age:age,mess:mess}
}

func main() {
 //user := new(User)
 user := NewUser("suoning", 18, "lover")
 fmt.Println(user, user.mess, user.Name, user.Age)
}

内存布局

struct中的所有字段在内存是连续的

var user User
 user.Name = "nick"
 user.Age = 18
 user.mess = "lover"

 fmt.Println(user)     //{nick 18 lover}
 fmt.Printf("Name:%p\n", &user.Name) //Name:0xc420016180
 fmt.Printf("Age: %p\n", &user.Age) //Age: 0xc420016190
 fmt.Printf("mess:%p\n", &user.mess) //mess:0xc420016198 8字节为内存对齐

方法

方法是作用在特定类型的变量上，因此自定义类型，都可以有方法，而不仅仅是struct。

方法的访问控制也是通过大小写控制。

init函数是通过传入指针实现，这样改变struct字段值，因为是值类型。

type User struct {
 Name string
 Age int
 sex string
}

func (this *User) init(name string, age int, sex string) {
 this.Name = name
 this.Age = age
 this.sex = sex
}

func (this User) GetName() string {
 return this.Name
}

func main() {
 var user User
 user.init("nick", 18, "man")
 //(&user).init("nick", 18, "man")
 name := user.GetName()
 fmt.Println(name)
}

匿名字段

如果有冲突的， 则最外的优先

type User struct {
 Name stirng
 Age int  
}

type Lover struct {
  User
  sex time.Time
  int
  Age int
}

继承 & 多重继承

一个结构体继承多个结构体，访问通过点。继承字段以及方法。

可以起别名，如下面 u1（user1），访问 user.u1.Age。

如果继承的结构体都拥有同一个字段，通过user.name访问就会报错，必须通过user.user1.name来访问。

type user1 struct {
 name string
 Age int
}

type user2 struct {
 name string
 age int
 sex time.Time
}

type User struct {
 u1 user1 //别名
 user2
 Name string
 Age int
}

func main() {
 var user User
 user.Name = "nick"
 user.u1.Age = 18
 fmt.Println(user) //{{ 18} { 0 {0 0 <nil>}} nick 0}
}

tag

在go中，首字母大小写有特殊的语法含义，小写包外无法引用。由于需要和其它的系统进行数据交互，例如转成json格式。这个时候如果用属性名来作为键值可能不一定会符合项目要求。tag在转换成其它数据格式的时候，会使用其中特定的字段作为键值。

import "encoding/json"

type User struct {
 Name string `json:"userName"`
 Age int `json:"userAge"`
}

func main() {
 var user User
 user.Name = "nick"
 user.Age = 18
 
 conJson, _ := json.Marshal(user)
 fmt.Println(string(conJson)) //{"userName":"nick","userAge":0}
}

String()

如果实现了String()这个方法，那么fmt默认会调用String()。

type name1 struct {
 int
 string
}

func (this *name1) String() string {
 return fmt.Sprintf("This is String(%s).", this.string)
}

func main() {
 n := new(name1)
 fmt.Println(n) //This is String().
 n.string = "suoning"
 d := fmt.Sprintf("%s", n) //This is String(suoning).
 fmt.Println(d)
}

接口Interface

Interface类型可以定义一组方法，但是这些不需要实现。并且interface不能包含任何变量。

interface类型默认是一个指针。

Interface定义

type Car interface {
 NameGet() string
 Run(n int)
 Stop()
}

Interface实现

Golang中的接口，不需要显示的实现。只要一个变量，含有接口类型中的所有方法，那么这个变量就实现这个接口。因此，golang中没有implement类似的关键字；

如果一个变量含有了多个interface类型的方法，那么这个变量就实现了多个接口；如果一个变量只含有了1个interface的方部分方法，那么这个变量没有实现这个接口。

空接口 Interface{}：空接口没有任何方法，所以所有类型都实现了空接口。

var a int
var b interface{} //空接口
b = a

多态

一种事物的多种形态，都可以按照统一的接口进行操作。

栗子：

type Car interface {
 NameGet() string
 Run(n int)
 Stop()
}

type BMW struct {
 Name string
}
func (this *BMW) NameGet() string {
 return this.Name
}
func (this *BMW) Run(n int) {
 fmt.Printf("BMW is running of num is %d \n", n)
}
func (this *BMW) Stop() {
 fmt.Printf("BMW is stop \n")
}

type Benz struct {
 Name string
}
func (this *Benz) NameGet() string {
 return this.Name
}
func (this *Benz) Run(n int) {
 fmt.Printf("Benz is running of num is %d \n", n)
}
func (this *Benz) Stop() {
 fmt.Printf("Benz is stop \n")
}
func (this *Benz) ChatUp() {
 fmt.Printf("ChatUp \n")
}

func main() {
 var car Car
 fmt.Println(car) // <nil>

 var bmw BMW = BMW{Name: "宝马"}
 car = &bmw
 fmt.Println(car.NameGet()) //宝马
 car.Run(1)     //BMW is running of num is 1
 car.Stop()     //BMW is stop

 benz := &Benz{Name: "大奔"}
 car = benz
 fmt.Println(car.NameGet()) //大奔
 car.Run(2)     //Benz is running of num is 2
 car.Stop()     //Benz is stop
 //car.ChatUp() //ERROR: car.ChatUp undefined (type Car has no field or method ChatUp)
}

Interface嵌套

一个接口可以嵌套在另外的接口。

即需要实现2个接口的方法。

type Car interface {
 NameGet() string
 Run(n int)
 Stop()
}

type Used interface {
 Car
 Cheap()
}

类型断言

类型断言，由于接口是一般类型，不知道具体类型，

如果要转成具体类型，可以采用以下方法进行转换：

var t int
var x interface{}
x = t

y = x.(int)  //转成int
y, ok = x.(int) //转成int，不报错

栗子一：

func test(i interface{}) {
 // n := i.(int)
 n, ok := i.(int)
 if !ok {
  fmt.Println("error")
  return
 }
 n += 10
 fmt.Println(n)
}

func main() {
 var t1 int
 test(t1)
}

栗子二：

switch & type


type Student struct {
 Name string
}

func judgmentType(items ...interface{}) {
 for k, v := range items {
  switch v.(type) {
  case string:
   fmt.Printf("string, %d[%v]\n", k, v)
  case bool:
   fmt.Printf("bool, %d[%v]\n", k, v)
  case int, int32, int64:
   fmt.Printf("int, %d[%v]\n", k, v)
  case float32, float64:
   fmt.Printf("float, %d[%v]\n", k, v)
  case Student:
   fmt.Printf("Student, %d[%v]\n", k, v)
  case *Student:
   fmt.Printf("Student, %d[%p]\n", k, v)
  }
 }
}

func main() {
 stu1 := &Student{Name: "nick"}
 judgmentType(1, 2.2, "learing", stu1)
}

栗子三：

判断一个变量是否实现了指定接口

type Stringer interface {
 String() string
}

type Mystruct interface {

}
type Mystruct2 struct {

}
func (this *Mystruct2) String() string {
 return ""
}

func main() {
 var v Mystruct
 var v2 Mystruct2
 v = &v2

 if sv, ok := v.(Stringer); ok {
  fmt.Printf("%v implements String(): %s\n", sv.String());
 }
}

反射 reflect

reflect包实现了运行时反射，允许程序操作任意类型的对象。

典型用法是用静态类型interface{}保存一个值，

　　通过调用TypeOf获取其动态类型信息，该函数返回一个Type类型值。

　　调用ValueOf函数返回一个Value类型值，该值代表运行时的数据。

func TypeOf(i interface{}) Type

TypeOf返回接口中保存的值的类型，TypeOf(nil)会返回nil。

func ValueOf(i interface{}) Value

ValueOf返回一个初始化为i接口保管的具体值的Value，ValueOf(nil)返回Value零值。

reflect.Value.Kind

获取变量的类别，返回一个常量

const (
 Invalid Kind = iota
 Bool
 Int
 Int8
 Int16
 Int32
 Int64
 Uint
 Uint8
 Uint16
 Uint32
 Uint64
 Uintptr
 Float32
 Float64
 Complex64
 Complex128
 Array
 Chan
 Func
 Interface
 Map
 Ptr
 Slice
 String
 Struct
 UnsafePointer
)

reflect.Value.Kind()方法返回的常量

reflect.Value.Interface()

转换成interface{}类型

【变量<-->Interface{}<-->Reflect.Value】

获取变量的值：

reflect.ValueOf(x).Int()
reflect.ValueOf(x).Float() 
reflect.ValueOf(x).String()
reflect.ValueOf(x).Bool()

通过反射的来改变变量的值

reflect.Value.SetXX相关方法，比如:
reflect.Value.SetInt()，设置整数
reflect.Value.SetFloat()，设置浮点数
reflect.Value.SetString()，设置字符串

栗子一

import "reflect"

func main() {
 var x float64 = 5.21
 fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(x)) //type: float64

 v := reflect.ValueOf(x)
 fmt.Println("value:", v)   //value: 5.21
 fmt.Println("type:", v.Type()) //type: float64
 fmt.Println("kind:", v.Kind()) //kind: float64
 fmt.Println("value:", v.Float()) //value: 5.21

 fmt.Println(v.Interface())     //5.21
 fmt.Printf("value is %1.1e\n", v.Interface()) //value is 5.2e+00
 y := v.Interface().(float64)
 fmt.Println(y) //5.21
}

栗子二（修改值）

SetXX(x) 因为传递的是 x 的值的副本，所以SetXX不能够改 x，改动 x 必须向函数传递 x 的指针，SetXX(&x) 。

//错误代码！！！
//panic: reflect: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
func main() {
 var a float64
 fv := reflect.ValueOf(&a)
 fv.SetFloat(520.00)
 fmt.Printf("%v\n", a)
}
//正确的，传指针
func main() {
 var a2 float64
 fv2 := reflect.ValueOf(&a2)
 fv2.Elem().SetFloat(520.00)
 fmt.Printf("%v\n", a2) //520
}

反射操作结构体

reflect.Value.NumField()获取结构体中字段的个数

reflect.Value.Method(n).Call(nil)来调用结构体中的方法

栗子一（通过反射操作结构体）

import "reflect"

type NotknownType struct {
 S1 string
 S2 string
 S3 string
}

func (n NotknownType) String() string {
 return n.S1 + " & " + n.S2 + " & " + n.S3
}

var secret interface{} = NotknownType{"Go", "C", "Python"}

func main() {
 value := reflect.ValueOf(secret)
 fmt.Println(value) //Go & C & Python
 typ := reflect.TypeOf(secret)
 fmt.Println(typ) //main.NotknownType

 knd := value.Kind()
 fmt.Println(knd) // struct

 for i := 0; i < value.NumField(); i++ {
  fmt.Printf("Field %d: %v\n", i, value.Field(i))
 }

 results := value.Method(0).Call(nil)
 fmt.Println(results) // [Go & C & Python]
}

栗子二（通过反射修改结构体）

import "reflect"

type T struct {
 A int
 B string
}

func main() {
 t := T{18, "nick"}
 s := reflect.ValueOf(&t).Elem()
 typeOfT := s.Type()

 for i := 0; i < s.NumField(); i++ {
  f := s.Field(i)
  fmt.Printf("%d: %s %s = %v\n", i,
   typeOfT.Field(i).Name, f.Type(), f.Interface())
 }

 s.Field(0).SetInt(25)
 s.Field(1).SetString("nicky")
 fmt.Println(t)
}

/*
输出：
0: A int = 18
1: B string = nick
{25 nicky}
*/

import "reflect"

type test struct {
 S1 string
 s2 string
 s3 string
}

var s interface{} = &test{
 S1: "s1",
 s2: "s2",
 s3: "s3",
}

func main() {
 val := reflect.ValueOf(s)
 fmt.Println(val)      //&{s1 s2 s3}
 fmt.Println(val.Elem())    //{s1 s2 s3}
 fmt.Println(val.Elem().Field(0))  //s1
 val.Elem().Field(0).SetString("hehe") //S1大写
}

栗子三（struct tag 内部实现）

package main

import (
 "fmt"
 "reflect"
)

type User struct {
 Name string `json:"user_name"`
}

func main() {
 var user User
 userType := reflect.TypeOf(user)
 jsonString := userType.Field(0).Tag.Get("json")
 fmt.Println(jsonString)  //user_name
}

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