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第十章 Golang面向对象编程（上）

2024-03-06 56
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简介： 第十章 Golang面向对象编程（上）

结构体

看一个养猫问题

张老太养了两只猫猫：一只名字叫小白，今年3岁，白色。还有一只叫小花，今年100岁，花色。请编写一个程序，当用户输入小猫的名字时，就显示该猫的名字，年龄，颜色。如果用户输入的小猫名错误，则显示张老太没有这只猫猫

Golang语言面向对象说明

  1. Golang也支持面向对象（oop），但是和传统的面向对象编程有区别，并不是纯粹面向对象的语言，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）和其他编程语言类（class）有同等的地位，你可以理解Golang是基于struct来实现oop特征的。
  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

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. 将一类事物的特征提取出来，比如说上面的猫猫，有很多属性，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. 事物可以是猫类，也可以是person，fish或是一个工具类

快速入门 面向对象的方式（struct）解决养猫问题

代码演示

// 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 = "小白"
  cat1.Age = 3
  cat1.Color = "白色"
  cat1.Hobby = "吃鱼"
     fmt.Println("cat1=",cat1)
  fmt.Println("猫猫的信息如下：")
  fmt.Println("name=",cat1.Name)
  fmt.Println("Age=",cat1.Age)
  fmt.Println("color=",cat1.Color)
  fmt.Println("hobby=",cat1.Hobby)
}

结构体和结构体变量（实例）的区别和联系

通过上面的案例和讲解我们可以看出：

  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
    内存展示

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 Student struct{
Name string // 字段
Age int // 字段
socure float32
}

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 （即授课中，统一叫字段）
  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，也可是引用数据类型。比如我们前面定义结构体的name string就是属性

注意事项细节说明

  1. 字段声明语法尾变量，示例，字段名 字段类型
  2. 字段的类型可以尾，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，都对于一个零值（默认值），规则同前面讲的一样
    布尔类型是false，数值是0，字符串是“”。
    数组类型的默认值和他的元素类型相关，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
  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改变，不影响另外一个，结构体是值类型

案例

// 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
  slice []int
  map1 map[string]string
  
}
type Monster struct{
  Name string
  Age int
}
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
  // 使用map,一定要先make
  p1.map1 = make(map[string]string)
  p1.map1["key1"]= "tom~"
  fmt.Println(p1)
  // 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改变，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 = "狐狸精"
  fmt.Println("monster1=",monster1)
  fmt.Println("monster2=",monster2)
}

创建结构体变量和访问结构体字段

方式1 直接声明

案例演示：var person Person

前面我们已经说了。

方式2 -{}

案例演示：var person Person = Person {}

方式3-&

案例：var person *Person = new (Person)

方式4-{}

案例：var person *Person = &Person{}

type Person struct{
  Name string
  Age int
}
func main(){
  // 方式1
  // 方式2
  p2 := Person{"mary",20}
  // p2.Name = "tom"
  // p2.Age = 18
  fmt.Println(p2)
  // 方式3-&
  
  // 案例： var person *Person = new (Person)
  var p3 *Person = new(Person)
  //因为p3是一个指针，因此标准的给字段赋值方式
  // (*p3).Name = "smith"也可以这样写 p3.Name = "smith"
  // 原因：go的设计者 为了程序员使用方便，底层会对 p3.Name = "smith" 进行处理会给p3加上 取值运算(*p3).Name = "smith"
  (*p3).Name = "smith"
  p3.Name = "john"
  (*p3).Age = 30
  p3.Age = 100
  fmt.Println(*p3)
  // 方式4-{}
  // 案例：var person *Person = &Person{}
  // 下面的语句，也可以直接给字符赋值
  // var person *Person = &person{"mary",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 = "scott"
  // go的设计者为了程序员使用方便，也可以person.Name = "scott"
  // 原因和上面一样，底层会对person.Name = "scott" 进行处理，会加上(*person)
  (*person).Name = "scott"
  person.Name = "scott~~"
  (*person).Age = 88
  personAge = 10
  fmt.Println(*person)
}

说明

  1. 第三种和第四种方式的返回值是 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 = “tom”
  3. 但go做了一个简化，也支持结构体指针字段名，比如 person.Name = “tom”.更加符合程序员使用的习惯。go编辑器底层对person.Name 做了转化（*person）.Name

struct类型的内存分配机制

看一个思考题

我们定义一个Personal结构体（包括 名字，年龄）

我们看看下面一段代码，输出什么内容？

var p1 Person
p1.Age = 10
p1.Name = “小明”
var p2 Person = p1
fmt.Println(p2.Age)
p2.name=“tom”
fmt.Printf{“p2.Name=%v p1.Name=%v”,p2.Name,p1.Name}

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
  2. 结构体是用户单独定义的类型，和其他类型进行转换时需要完全相同的字段（名字，个数和类型）
  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
  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。

方法

基本介绍

在某些情况下，我们需要声明（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，还可以做算数题，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（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

package main
import (
  "fmt"
)
type Person struct{
  Name string
}
func (p Person) test(){
  fmt.Println("test() name=",p.Name)
}
func main(){
  var p Person
  p.Name = "tom"
  p.test() // 调用方法
}

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，也不能用其他类型变量来调用
  3. func（p Person）test(){} …p 表示哪个Person变量调用，这个p就是它的副本，这点和函数传参非常类似
  4. p这个名字，由程序员指定，不是固定。比如改成person也是可以

方法的调用和传参机制原理：

说明

方法的调用和传参机制和函数基本不一样，不一样的地方是方法调用时，会将调用方法的变量，当做实参传给方法

编写一个程序，要求如下：

  1. 声明一个结构体Circle，字段为radius
  2. 声明一个方法area和Circle绑定，可以返回面积
  3. 提示：画出area执行过程＋说明

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. receiver 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，也可以其他的自定义类型
  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，表示为了实现某一个功能代码块
  7. return 语句不是必须的

方法注意事项和细节

  1. 结构体类型是值类型，在方法调用中，遵循值类型的传递机制，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
  3. Golang中的方法作用在指针的数据类型上的（即；和指定的数据类型绑定）
  4. 方法的询问范围控制的规则，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，可以在本包和其他包访问。
  5. 如果一个变量实现了String（）这个方法，那么fmt.Println默认会调用这个变量的String（）进行输出

例子（案例）

package main
import (
 "fmt"
)
type MethodUtils struct{
}
func (mu MethodUtils) Print(){
  for i := 1;i<=10;i++{
    for j:=1;j<=8;j++{
      fmt.Print("*")
    }
    fmt.Println()
  }
}
/**
 编写一个方法提供m和n两个参数，方法中打印一个m*n的矩形
*/
func (mu MethodUtils) Print2(m int,n int){
  for i := 1;i<=m;i++{
    for j:=1;j<=n;j++{
      fmt.Print("*")
    }
    fmt.Println()
  }
}
/**
编写一个方法算该矩形的面积（可以接收长len，和宽width）
将其作为方法返回值，在main方法中调用该方法，接收返回的面积并打印
*/
func (mu MethodUtils) area(len float64,width float64)(float64){
  return len*width
}
func main(){
  /**
  1.编写一个结构体（MethodUtils），编程一个方法，方法不需要参数，在方法中打印一个10*8的矩形，在main方法中调用该方法
  */
  var mu MethodUtils
  mu.Print()
  fmt.Println()
  mu.Print2(5,20)
  areaRes := mu.area(2.5,8.7)
  fmt.Println()
  fmt.Println("面积为=",areaRes)
}

方法和函数的区别

  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，返之亦然
  3. 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
    总结：
  4. 不管调用形式如何，真正决定是值拷贝还是地址拷贝，主要是看这个方法是和那个类型绑定
  5. 如果是和值类型，比如（p Person）是值拷贝，如果和指针类型，比如是（p *Person）则是地址拷贝

面向对象编程应用实例

步骤

  1. 声明（定义）结构体，确定结构体名
  2. 编写结构体的字段
  3. 编写结构体的方法

学生案例

  1. 编写一个Student结构体，包含name，gender，age，id，score字段，分别为string，string，int，int，float64类型
  2. 结构体中声明一个say方法，返回string类型，方法返回信息中包含所有字段值
  3. 在main方法中，创建Student结构体实例（变量），并返回信息中包含所有字段值
package main 
import (
  "fmt"
)
type Student struct{
  name string
  gender string
  age int
  id int
  score float64
}
func (student *Student) say() string{
  infoStr := fmt.Sprintf("student的信息 name=[%v] gender=[%v],age=[%v],id=[%v] score=[%v]",student.name,student.gender,student.age,student.id,student.score)
  return infoStr
}
func main(){
  // 测试
  // 创建一个Student变量实例
  var stu = Student{
  name:"tom",
  gender:"male",
  age:18,
  id:1000,
  score:99.98
   }
   str := stu.say();
   fmt.println(str)
}

1.编程创建一个Box结构体，在其中声明三个字段表示一个立方体的长，宽，高，长宽高要从终端获取

2. 声明一个方法获取立方体的体积

3. 创建一个Box结构体变量，打印给定尺寸的立方体的体积

type Box struct{
  len float64
  width float64
  width float64
}
func (box *Box) getVolumn() float64{
  return box.len * box.width * box.height
}
// 调用
var box Box
box.len = 1.1
box.width = 2.0
box.height = 3.0
volumn := box.getVolumn()
fmt.Printf("体积为=%.2f",volumn)

景区门票案例

  1. 一个景区根据游人的年龄收取不同价格的门票，比如年龄大于18，收费20元，其他情况门票免费、
  2. 请编写Visitor结构体，根据年龄段觉得能够购买的门票价格并输出
type Visitor struct{
   Name string 
   Age int 
}
func (visitor *Visitor) showPrice(){
  if visitor.Age >= 90 || visitor.Age <= 8 {
    fmt.Println("考虑到安全，就不要玩了")
    return
  }
  if visitor.Age > 18{
    fmt.Printf("游客的名字为%v 年龄为%v 收费20元 \n",visitor.Name,visitor.Age)
  }else{
    fmt.Printf("游客的名字为%v 年龄为%v 免费\n",visitor.Name,visitor.Age)
  }
}
func main(){
  // 测试
  var v Visitor
  for {
  fmt.Println("请输入你的名字")
  fmt.Scanln(&v.Name)
  if v.Name == "n"{
    fmt.Println("退出程序......")
    break
  }
  fmt.Println("请输入你的年龄")
  fmt.Scanln(&v.Age)
  v.showPrice()
  }
}

创建结构体变量时指定字段值

说明

Golang在创建结构体实例（变量）时，可以直接指定字段的值。

package main 
import (
  "fmt"
)
type Stu struct{
  Name string
  Age int 
}
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{"小明",19}
  stu2 := Stu{"小明~",20}
  // 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:"jack",
    Age:20
  }
  stu4 := Stu{
    Age:30,
    Name:"mary"
  }
  fmt.Println(stu1,stu2,stu3,stu4)
  
  // 方式2，返回结构体的指针类型（！！！）
   var stu5 *Stu = &Stu{"小王",29}
   stu6 := &Stu{"小王~",30}
   //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:"小李",
    Age:49
  }
  stu8 := &Stu{
    Age:59,
    Name:"小李~"
  }
  fmt.Println(*stu5,*stu6,*stu7,*stu8)
}

工厂模式

说明

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

看一个需求

package model
type Student struct{
  Name string...
}

因为这里的Student的首字母S是大写的，如果我们想在其他包创建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{…}就不行了，怎么办—>工厂模式来解决

package model
// 定义一个结构体
type Student struct{
   Name string
   Score float64
}
package main 
import (
  "fmt"
  "go_code/chapter10/factory/model"
)
func main(){
  // 创建要给Student实例
  var stu = model.Student{
    Name:"tom",
    Score:78.9,
  }
  fmt.Println(stu)
}

改变后

package model
// 定义一个结构体
type Student struct{
   Name string
   score float64
}
// 因为student结构体首字母是小写，因此是只能用在model使用
// 我们通过工厂模式来解决
func NewStudent(n string,s float64) *student{
   return &student{
    Name:n,
    score:s,
  }
}
// 如果score字段首字母小写看，则在其他包不可以直接访问，我们可以提供一个方法
func (s *student) GetScore() float64{
  return s.score
}
package main 
import (
  "fmt"
  "go_code/chapter10/factory/model"
)
func main(){
  // 创建要给Student实例
  //var stu = model.Student{
 //   Name:"tom",
  //  Score:78.9,
  //}
  // 定义student结构体是收字母小写，我们可以通过工厂模式来解决
  var stu = model.NewStudent("tom~~",88.8)
  
  fmt.Println(*stu)
  fmt.Println("name=",stu.Name,"score=",stu.GetScore())
}

感谢观看，我们下次见

文章标签：
Go
程序员
关键词：
Golang面向对象编程
2019ab
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