Golang 语言面向对象编程（上）

2021/5/1 12:58:14

编程Tag： name Person 语言 golang main 面向对象编程 println fmt

本文主要是介绍Golang 语言面向对象编程（上），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Golang 语言面向对象编程说明

1、Golang 也支持面向对象编程(OOP)，但是和传统的面向对象编程有区别，并不是纯粹的面向对象语言。所以我们说 Golang 支持面向对象编程特性是比较准确的。

2、Golang 没有类(class)，Go 语言的结构体(struct)和其它编程语言的类(class)有同等的地位，可以理解 Golang 是基于 struct 来实现 OOP 特性的。

3、Golang 面向对象编程非常简洁，去掉了传统 OOP 语言的继承、方法重载、构造函数和析构函数、隐藏的 this 指针等等

4、Golang 仍然有面向对象编程的继承，封装和多态的特性，只是实现的方式和其它 OOP 语言不一样，比如继承：Golang 没有 extends 关键字，继承是通过匿名字段来实现。

5、Golang 面向对象(OOP)很优雅，OOP 本身就是语言类型系统(type system)的一部分，通过接口(interface)关联，耦合性低，也非常灵活。在 Golang 中面向接口编程是非常重要的特性。

结构体与结构体变量(实例/对象)的关系示意图

对上图的说明：

1、将一类事物的特性提取出来(比如猫类)，形成一个新的数据类型，就是一个结构体。

2、通过这个结构体，我们可以创建多个变量(实例/对象)

3、事物可以猫类，也可以是 Person ， Fish 或是某个工具类。。。

快速入门-面向对象的方式(struct)解决养猫问题

代码如下：

package main

import "fmt"

// 定义一个Cat结构体，将Cat的各个字段/属性信息，放入到Cat结构体中进行管理
type Cat struct {
    Name  string
    Age   int
    Color string
    Hobby string
}

func main() {
    // 创建一个Cat的变量
    var cat1 Cat
    cat1.Name = "binglecat"
    cat1.Age = 18
    cat1.Color = "yellow"
    cat1.Hobby = "eat and sleep"
    fmt.Println("cat1 = ", cat1)

    fmt.Println("小猫信息如下：")
    fmt.Println("name is ", cat1.Name)
    fmt.Println("age is ", cat1.Age)
    fmt.Println("color is ", cat1.Color)
    fmt.Println("hobby is ", cat1.Hobby)
}

结构体和结构体变量(实例)的区别和联系

通过上面的案例我们可以看出: 1、结构体是自定义的数据类型，代表一类事物. 2、结构体变量(实例)是具体的，实际的，代表一个具体变量 结构体变量(实例)在内存的布局

如何声明结构体

基本语法：

type 结构体名称 struct { 
    field1 type 
    field2 type 
}

举例：

type Cat struct {
    Name  string
    Age   int
    Color string
    Hobby string
}

字段/属性

基本介绍

1、从概念或叫法上看：结构体字段 = 属性 = field

2、字段是结构体的一个组成部分，一般是基本数据类型、数组,也可是引用类型。比如我们前面定义猫结构体的 Name string 就是属性

注意事项和细节说明 1、字段声明语法同变量，示例：字段名字段类型 2、字段的类型可以为：基本类型、数组或引用类型 3、在创建一个结构体变量后，如果没有给字段赋值，都对应一个零值(默认值)：　　布尔类型是 false ，数值是 0 ，字符串是 ""。　　数组类型的默认值和它的元素类型相关，比如 score [3]int 则为[0, 0, 0] 　　指针，slice，和 map 的零值都是 nil，即还没有分配空间。　　案例演示：

package main

import "fmt"

// 如果结构体的字段类型是: 指针，slice，和map的零值都是 nil ，即还没有分配空间
// 如果需要使用这样的字段，需要先make，才能使用.
type Person struct {
    Name   string
    Age    int
    Scores [5]float64
    ptr    *int              //指针
    slice  []int             //切片
    map1   map[string]string //map
}

func main() {
    // 定义结构体变量
    var p1 Person
    fmt.Println(p1)

    if p1.ptr == nil {
        fmt.Println("ok1")
    }

    if p1.slice == nil {
        fmt.Println("ok2")
    }

    if p1.map1 == nil {
        fmt.Println("ok3")
    }

    //使用slice, 再次说明，一定要make
    p1.slice = make([]int, 10)
    p1.slice[0] = 100 //ok

    //使用map, 一定要先make
    p1.map1 = make(map[string]string)
    p1.map1["key1"] = "bingle~"
    fmt.Println(p1)
}

4、不同结构体变量的字段是独立，互不影响，一个结构体变量字段的更改，不影响另外一个,结构体是值类型。

代码演示：

package main

import "fmt"

type Monster struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    //不同结构体变量的字段是独立，互不影响，一个结构体变量字段的更改，
    //不影响另外一个, 结构体是值类型
    var monster1 Monster
    monster1.Name = "牛魔王"
    monster1.Age = 500

    monster2 := monster1 //结构体是值类型，默认为值拷贝
    monster2.Name = "青牛精"
    monster2.Age = 888

    fmt.Println("monster1=", monster1) //monster1= {牛魔王 500}
    fmt.Println("monster2=", monster2) //monster2= {青牛精 888}
}

上述代码的内存示意图： 创建结构体变量和访问结构体字段 方式—1：直接声明

var person Person

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    person.Age = 18
    fmt.Println("name is ",person.Name)
    fmt.Println("age is ",person.Age)
}

方式—2：{}

var person Person = Person{}

func main() {
    person := Person{
        Name: "bingle",
        Age:  18,
    }
    fmt.Println("name is ", person.Name)
    fmt.Println("age is ", person.Age)
}

方式 —3：&

var person *Person = new (Person)

func main() {
    var person *Person= new(Person)
    //因为person是一个指针，因此标准的给字段赋值方式
    //(*person).Name = "bingle" 也可以这样写 person.Name = "bingle"

    //原因: go的设计者 为了程序员使用方便，底层会对 person.Name = "bingle" 进行处理
    //会给 person 加上 取值运算 (*person).Name = "bingle"
    (*person).Name = "bingle"
    person.Name = "bingle" //

    (*person).Age = 30
    person.Age = 100
    fmt.Println(*person)
    fmt.Println("name is ", person.Name)
    fmt.Println("age is ", person.Age)
}

方式—4：{}

var person *Person = &Person{}

func main() {
    //下面的语句，也可以直接给字符赋值
    //var person *Person = &Person{"bingle", 60}
    var person *Person = &Person{}

    //因为person 是一个指针，因此标准的访问字段的方法
    // (*person).Name = "bingle"
    // go的设计者为了程序员使用方便，也可以 person.Name = "bingle"
    // 原因和上面一样，底层会对 person.Name = "bingle" 进行处理， 会加上 (*person)
    (*person).Name = "bingle"
    person.Name = "bingle~~"

    (*person).Age = 88
    person.Age = 10
    fmt.Println("name is ", person.Name)
    fmt.Println("age is ", person.Age)
}

说明：

1、第 3 种和第 4 种方式返回的是 结构体指针。

2、结构体指针访问字段的标准方式应该是：(*结构体指针).字段名，比如 (*person).Name = "bingle"

3、但 go 做了一个简化，也支持结构体指针.字段名, 比如 person.Name = "bingle"。更加符合程序员使用的习惯，go 编译器底层对 person.Name 做了转化 (*person).Name。

struct 类型的内存分配机制

我们来看一个思考题：

定义一个Person结构体

下面一段代码输出什么内容？

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    var person1 Person
    person1.Age = 18
    person1.Name = "bingle1111"

    var person2 Person = person1
    fmt.Println(person2.Age)
    person2.Name = "bingle2222"
    fmt.Printf("person2.Name is %v,person1.Name is %v", person2.Name, person1.Name)
}

输出结果：

变量总是存在内存中的，那么结构体变量在内存中是怎样存在的？

结构体在内存中的示意图：（和上面牛魔王、青牛精一个原理）

是值拷贝，内存空间是完全独立的

看下面代码：

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func main() {
    var person1 Person
    person1.Age = 18
    person1.Name = "bingle1111"

    var person2 *Person = &person1
    fmt.Println(person2.Age)
    person2.Name = "bingle2222"
    fmt.Printf("person2.Name is %v,person1.Name is %v\n", person2.Name, person1.Name)

    fmt.Printf("person1 的地址 = %p\n",&person1)
    fmt.Printf("person2 的地址 = %p\n",&person2)
}

上面代码对应的内存图：

看下列代码，并分析原因：

func main() {
    var person1 Person
    person1.Age = 18
    person1.Name = "bingle1111"

    var person2 *Person = &person1
    fmt.Println(*person2.Age)
}

不能这样写，会报错，原因是，. 的运行优先级比 * 高

结构体使用注意事项和细节

1、结构体的所有字段在内存中是连续的

看下列代码：

package main

import "fmt"

// 结构体
type Point struct {
    x int
    y int
}

// 结构体
type Rect struct {
    leftUp, rightDown Point
}

func main() {
    r1 := Rect{
        Point{1, 2},
        Point{3, 4},
    }
    // r1有四个int, 在内存中是连续分布
    // 打印地址
    fmt.Printf("r1.leftUp.x 地址=%p r1.leftUp.y 地址=%p r1.rightDown.x 地址=%p r1.rightDown.y 地址=%p \n",
        &r1.leftUp.x, &r1.leftUp.y, &r1.rightDown.x, &r1.rightDown.y)
}

执行结果：

内存中的示意图：（int64 是8个字节）

package main

import "fmt"

// 结构体
type Point struct {
    x int
    y int
}

// 结构体
type Rect struct {
    leftUp, rightDown Point
}

//结构体
type Rect2 struct {
    leftUp, rightDown *Point
}

func main() {
    r1 := Rect{
        Point{1, 2},
        Point{3, 4},
    }
    // r1有四个int, 在内存中是连续分布
    // 打印地址
    fmt.Printf("r1.leftUp.x 地址=%p r1.leftUp.y 地址=%p r1.rightDown.x 地址=%p r1.rightDown.y 地址=%p \n",
        &r1.leftUp.x, &r1.leftUp.y, &r1.rightDown.x, &r1.rightDown.y)

    //r2有两个 *Point类型，这个两个*Point类型的本身地址也是连续的，
    //但是他们指向的地址不一定是连续

    r2 := Rect2{&Point{10,20}, &Point{30,40}}

    //打印地址
    fmt.Printf("r2.leftUp 本身地址=%p r2.rightDown 本身地址=%p \n",
        &r2.leftUp, &r2.rightDown)

    //他们指向的地址不一定是连续...， 这个要看系统在运行时是如何分配
    fmt.Printf("r2.leftUp 指向地址=%p r2.rightDown 指向地址=%p \n",
        r2.leftUp, r2.rightDown)
}

r2有两个 *Point类型，这个两个*Point类型的本身地址也是连续的，但是他们指向的地址不一定是连续

2、结构体是用户单独定义的类型，和其它类型进行转换时需要有完全相同的字段(名字、个数和类型)

看下列代码：

package main

import "fmt"

type A struct {
    Num int
}
type B struct {
    Num int
}

func main() {
    var a A
    var b B
    a = A(b) // ? 可以转换，但是有要求，就是结构体的的字段要完全一样(包括:名字、个数和类型！)
    fmt.Println(a, b)
}

3、结构体进行 type 重新定义(相当于取别名)，Golang 认为是新的数据类型，但是相互间可以强转

package main

import "fmt"

type Student struct {
    Name string
    Age  int
}

type Stu Student

func main() {
    var stu1 Student
    var stu2 Stu
    // stu2 = stu1// 这样写是错误的，可以修改为 stu2 =Stu(stu1)
    stu2 =Stu(stu1)
    fmt.Println(stu1,stu2)
}

4、struct 的每个字段上，可以写上一个 tag, 该 tag 可以通过反射机制获取，常见的使用场景就是序列化和反序列化。

　　序列化的使用场景：

举例：

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
)

type Person struct {
    Name string `json:"name"` // `json:"name"`  就是 struct tag
    Age  int    `json:"age"`
}

func main() {
    // 创建一个Person变量
    person := Person{
        Name: "bingle",
        Age:  18,
    }
    // 将person变量序列化为 json格式字串
    // json.Marshal 函数中使用反射
    jsonStr, err := json.Marshal(person)
    if err != nil {
        fmt.Println("json处理错误，", err)
    }
    fmt.Println("jsonStr is ", string(jsonStr))
}

方法

基本介绍：　　在某些情况下，我们要需要声明(定义)方法。比如 Person 结构体:除了有一些字段外(年龄，姓名..),Person 结构体还有一些行为比如:可以说话、跑步..,通过学习，还可以做算术题。这时就要用方法才能完成。　　Golang 中的方法是作用在指定的数据类型上的(即：和指定的数据类型绑定)，因此自定义类型，都可以有方法，而不仅仅是 struct。 方法的声明和调用

type A struct {
    Num int
}

func (a A) test() {
    fmt.Println(a.Num)
}

对上面的语法的说明 1、func (a A) test() {} 表示 A 结构体有一方法，方法名为 test 2、(a A) 体现test 方法是和 A 类型绑定的看下面代码：

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
}

func (this Person) test() {
    fmt.Println("person.Name is ", this.Name)
}

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    person.test()
}

对上面的总结

1、test 方法和 Person 类型绑定

2、test 方法只能通过 Person 类型的变量来调用，而不能直接调用，也不能使用其它类型变量来调用

3、func (this Person) test() {}... this 表示哪个 Person 变量调用，这个 this 就是它的副本,这点和函数传参非常相似。

4、this 这个名字，有程序员指定，不是固定, 比如修改成 person 也是可以

方法快速入门

1、给 Person 结构体添加 speak方法,输出 xxx 是一个好人

func (this Person) speak() {
    fmt.Println(this.Name, "是一个好人")
}

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    person.speak()
}

2、给 Person 结构体添加 jisuan方法,可以计算从 1+..+1000 的结果,说明方法体内可以函数一样，进行各种运算

func (this Person) jisuan() {
    res := 0
    for i := 1; i <= 1000; i++ {
        res += i
    }
    fmt.Println(this.Name, "计算的结果是=", res)
}

3、给 Person 结构体 jisuan2 方法,该方法可以接收一个数 n，计算从1+..+n 的结果

func (this Person) jisuan2(n int) {
    res := 0
    for i := 1; i <= n; i++ {
        res += i
    }
    fmt.Println(this.Name, "计算的结果是=", res)
}

5、方法的调用

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    person.test()
    person.speak()
    person.jisuan()
    person.jisuan2(10)
}

方法的调用和传参机制原理 　　方法的调用和传参机制和函数基本一样，不一样的地方是方法调用时，会将调用方法的变量，当做实参也传递给方法。下面，给Person 结构体添加 getSum(n1,n2) 方法，计算两数的和，并返回结果：

func (this Person) getSum(n1, n2 int) int {
    return n1 + n2
}

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    n1 := 10
    n2 := 20
    res := person.getSum(n1, n2)
    fmt.Println("res = ", res)
}

终端结果：

说明：

1、在通过一个变量去调用方法时，其调用机制和函数一样

2、不一样的地方时，变量调用方法时，该变量本身也会作为一个参数传递到方法(如果变量是值类型，则进行值拷贝，如果变量是引用类型，则进行地质拷贝)

方法的声明(定义)

func (recevier type) methodName(参数列表) (返回值列表) {
    方法体
    return 返回值
}

1、参数列表：表示方法输入

2、recevier type : 表示这个方法和 type 这个类型进行绑定，或者说该方法作用于 type 类型

3、receiver type : type 可以是结构体，也可以其它的自定义类型

4、receiver : 就是 type 类型的一个变量(实例)，比如：Person 结构体的一个变量(实例)

5、返回值列表：表示返回的值，可以多个

6、方法主体：表示为了实现某一功能代码块

7、return 语句不是必须的。 方法的注意事项和细节 1、结构体类型是值类型，在方法调用中，遵守值类型的传递机制，是值拷贝传递方式 2、如程序员希望在方法中，修改结构体变量的值，可以通过结构体指针的方式来处理

func (this Person) showName() {
    this.Name = "bingle2222"
    fmt.Println("name in showName is ", this.Name)
}

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
    person.showName()
    fmt.Println("name in main is ", person.Name)
}

为了提高效率，通常我们方法和结构体的指针类型绑定

修改成如下：

// 为了提高效率，通常我们方法和结构体的指针类型绑定
func (this *Person) showName() {
    //因为 this 是指针，因此我们标准的访问其字段的方式是 (*this).Name
    // (*this).Name 等价  this.Name
    this.Name = "bingle2222"
    fmt.Println("name in showName is ", this.Name)
}

func main() {
    var person Person
    person.Name = "bingle"
     (&person).showName()
    // 编译器底层做了优化  (&person).showName() 等价 person.showName()
    // 因为编译器会自动的给加上 &c
    //person.showName()
    fmt.Println("name in main is ", person.Name)
}

3、Golang 中的方法作用在指定的数据类型上的(即：和指定的数据类型绑定)，因此自定义类型，都可以有方法，而不仅仅是 struct，比如 int , float32 等都可以有方法（有点类似于 C# 中的扩展方法）

package main

import "fmt"

type integer int

func (i integer) print() {
    fmt.Println("i=", i)
}

//编写一个方法，可以改变i的值
func (i *integer) change() {
    *i = *i + 1
}

func main() {
    var i integer = 10
    i.print()
    i.change()
    fmt.Println("i=", i)
}

4、方法的访问范围控制的规则，和函数一样。方法名首字母小写，只能在本包访问，方法首字母大写，可以在本包和其它包访问。 5、如果一个类型实现了 String()这个方法，那么 fmt.Println 默认会调用这个变量的 String()进行输出：

package main

import "fmt"

type Student struct {
    Name string
    Age  int
}

//给*Student实现方法String()
func (stu *Student) String() string {
    str := fmt.Sprintf("Name==[%v] Age==[%v]", stu.Name, stu.Age)
    return str
}

func main() {
    //定义一个Student变量
    stu := Student{
        Name: "tom",
        Age:  20,
    }
    //如果你实现了 *Student 类型的 String方法，就会自动调用
    fmt.Println(&stu)
}

方法和函数区别 1、调用方式不一样　　函数的调用方式 : 函数名(实参列表) 　　方法的调用方式 : 变量.方法名(实参列表) 2、对于普通函数，接收者为值类型时，不能将指针类型的数据直接传递，反之亦然

package main

import (
    "fmt"
)

type Person struct {
    Name string
}

//函数
//对于普通函数，接收者为值类型时，不能将指针类型的数据直接传递，反之亦然

func test01(p Person) {
    fmt.Println(p.Name)
}

func test02(p *Person) {
    fmt.Println(p.Name)
}

//对于方法（如struct的方法），
//接收者为值类型时，可以直接用指针类型的变量调用方法，反过来同样也可以

func (p Person) test03() {
    p.Name = "bingle03"
    fmt.Println("test03() =", p.Name) // bingle03
}

func (p *Person) test04() {
    p.Name = "bingle04"
    fmt.Println("test04() =", p.Name) // bingle04
}

func main() {

    p := Person{"bingle"}
    test01(p)
    test02(&p)

    p.test03()
    fmt.Println("main() p.name=", p.Name) // bingle03

    (&p).test03() // 从形式上是传入地址，但是本质仍然是值拷贝

    fmt.Println("main() p.name=", p.Name) // bingle03


    (&p).test04()
    fmt.Println("main() p.name=", p.Name) // bingle04
    p.test04() // 等价 (&p).test04 , 从形式上是传入值类型，但是本质仍然是地址拷贝

}

创建结构体变量时指定字段值

　　Golang 在创建结构体实例(变量)时，可以直接指定字段的值

type Stu struct {
    Name string
    Age int
}

方式 1 ：

func main() {

    //方式1
    //在创建结构体变量时，就直接指定字段的值
    var stu1 = Stu{"bingle1111", 18} // stu1---> 结构体数据空间
    stu2 := Stu{"bingle2222~", 18}

    //在创建结构体变量时，把字段名和字段值写在一起, 这种写法，就不依赖字段的定义顺序.
    var stu3 = Stu{
        Name :"bingle3333",
        Age : 18,
    }
    stu4 := Stu{
        Age : 18,
        Name : "bingle4444",
    }

    fmt.Println(stu1, stu2, stu3, stu4)
}

方式 2：

func main() {
    //方式2， 返回结构体的指针类型(!!!)
    var stu5 *Stu = &Stu{"bingle5555", 18}  // stu5--> 地址 ---》 结构体数据[xxxx,xxx]
    stu6 := &Stu{"bingle6666~", 18}

    //在创建结构体指针变量时，把字段名和字段值写在一起, 这种写法，就不依赖字段的定义顺序.
    var stu7 = &Stu{
        Name : "bingle7777",
        Age :18,
    }
    stu8 := &Stu{
        Age :18,
        Name : "bingle8888~",
    }
    fmt.Println(*stu5, *stu6, *stu7, *stu8) //

}

工厂模式 Golang 的结构体没有构造函数，通常可以使用工厂模式来解决这个问题。一个结构体的声明是这样的:

package model

type Student struct {
    Name string
    ...
}

　　因为这里的 Student 的首字母 S 是大写的，如果我们想在其它包创建 Student 的实例(比如 main 包)，引入 model 包后，就可以直接创建 Student 结构体的变量(实例)。但是问题来了，如果首字母是小写的，比如是 type student struct {....} 就不不行了，怎么办---> 工厂模式来解决. 工厂模式来解决问题 使用工厂模式实现跨包创建结构体实例(变量)：　　如果 model 包的结构体变量首字母大写，引入后，直接使用, 没有问题 Student.go:

package model

// 定义一个结构体
type Student struct {
    Name string
}

main.go:

package main

import (
    "fmt"
    model "go_code/test/models"
)

func main() {
    stu :=model.Student{
        Name: "bingle",
    }
    fmt.Println(stu)
}

如果 model 包的结构体变量首字母小写，引入后，不能直接使用, 可以工厂模式解决，代码: person.go:

package model

type person struct {
    Name string
}

// 因为student结构体首字母是小写，因此是只能在model使用
// 我们通过工厂模式来解决
func NewPerson(n string) *person {
    return &person{
        Name : n,
    }
}

main.go:

package main

import (
    "fmt"
    model "go_code/test/models"
)

func main() {
    person := model.NewPerson("bingle")
    fmt.Println(person)
    fmt.Println(*person)
}

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Golang 语言面向对象编程（上）

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