Golang基础-面向对象篇

文章目录

- struct结构体
- 类的表示与封装
- 类的继承
- 多态的基本要素与实现
- interface空接口
- 反射
- - 变量的内置pair
  - reflect包
  - 解析Struct Tag
  - Struct Tag在json中的应用

struct结构体

在Go语言中，可以使用type 关键字来创建自定义类型，这对于提高代码的可读性和可维护性非常有用。如type myint int，myint 是一个基于内置类型 int 创建的自定义类型。你可以在代码中使用 myint 类型，并对其进行操作，而它实际上是基础的 int 类型。

struct的定义如下：

package main

import "fmt"

// Book 定义一个结构体
type Book struct {
	title string
	auth  string
}

func main() {
	var book1 Book
	book1.title = "Golang"
	book1.auth = "zhangsan"
	fmt.Println(book1)
}
// {Golang zhangsan}

需要注意的是 Go 语言中函数参数默认是值传递的。如果将book1对象传入函数中时，仅仅只是传进去一个副本，在函数中对book1的任何修改都是无效的。如果想在函数中修改原始变量，可以传递指向结构体的指针。如以下代码所示。

package main

import "fmt"

// Book 定义一个结构体
type Book struct {
	title string
	auth  string
}

func changeBook(book *Book) {
	book.auth = "777"
}

func main() {
	var book1 Book
	book1.title = "Golang"
	book1.auth = "zhangsan"
	changeBook(&book1)
	fmt.Println(book1)
}
// {Golang 777}

类的表示与封装

Go语言（通常称为Golang）不使用传统的类（class）和继承（inheritance）的概念，而是通过结构体（struct）来实现面向对象编程的特性。

go中没有public和private的关键字，如果类名大写，则其他包也能够访问；如果标识符以小写字母开头，则它是未导出的，只能在同一个包内访问。导出的标识符（大写字母开头）不仅仅限于结构体名字，还包括结构体中的字段名、函数名等。这种命名规范有助于代码的可维护性和封装性。

package main

import "fmt"

type Hero struct {
	Name  string
	Ad    int
	Level int
}

func (this Hero) Show() {
	fmt.Println("name =", this.Name)
	fmt.Println("Ad =", this.Ad)
	fmt.Println("Level =", this.Level)
}

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

func (this Hero) SetName(newName string) {
	this.Name = newName
}

func main() {
	hero := Hero{Name: "zhangsan", Ad: 100, Level: 1}
	hero.Show()
	hero.SetName("lisi")
	nowName := hero.GetName()
	fmt.Println("nowName =", nowName)
}
/*输出结果
name = zhangsan
Ad = 100
Level = 1
nowName = zhangsan
*/

可以看出，setName并没有把名字改为lisi。因为setName方法中使用的是值接收者（receiver），这意味着在该方法内部对Hero实例的修改不会影响到实际的hero变量。要使setName方法正确地修改Hero实例，需要将其改为指针接收者。如以下代码所示。

package main

import "fmt"

type Hero struct {
	Name  string
	Ad    int
	Level int
}

func (this *Hero) Show() {
	fmt.Println("name =", this.Name)
	fmt.Println("Ad =", this.Ad)
	fmt.Println("Level =", this.Level)
}

func (this *Hero) GetName() string {
	return this.Name
}

func (this *Hero) SetName(newName string) {
	this.Name = newName
}

func main() {
	hero := Hero{Name: "zhangsan", Ad: 100, Level: 1}
	hero.Show()
	hero.SetName("lisi")
	nowName := hero.GetName()
	fmt.Println("nowName =", nowName)
}
/*输出结果
name = zhangsan
Ad = 100
Level = 1
nowName = lisi
*/

类的继承

现在有如下的一个Human类

package main

import "fmt"

type Human struct {
	name string
	sex  string
}

func (this *Human) Eat() {
	fmt.Println("Human.Eat()...")
}

func (this *Human) Walk() {
	fmt.Println("Human.Walk()...")
}

func main() {
	h := Human{name: "zhangsan", sex: "male"}
	h.Eat()
	h.Walk()
}

现在有一个SuperMan类需要继承Human类，还有自己的level字段，并重写其中的Eat方法，还要能够写子类的新方法。代码如下：

type SuperMan struct {
	Human // SuperMan继承了Human类的方法
	level int
}

// 重写父类的Eat()方法
func (this *SuperMan) Eat() {
	fmt.Println("SuperMan.Eat()...")
}

// 添加子类新方法
func (this *SuperMan) Fly() {
	fmt.Println("SuperMan.Fly()...")
}

在继承完成后，main函数中定义子类的对象有两种方法。
第一种：一气通贯式

s := SuperMan{Human{"lisi", "female"}, 5}

第二种：守旧派

var s SuperMan
s.name = "lisi"
s.sex = "female"
s.level = 5

完整代码如下，都能成功运行。

package main

import "fmt"

type Human struct {
	name string
	sex  string
}

func (this *Human) Eat() {
	fmt.Println("Human.Eat()...")
}

func (this *Human) Walk() {
	fmt.Println("Human.Walk()...")
}

// ===========================================

type SuperMan struct {
	Human // SuperMan继承了Human类的方法
	level int
}

// 重写父类的Eat()方法
func (this *SuperMan) Eat() {
	fmt.Println("SuperMan.Eat()...")
}

// 添加子类新方法
func (this *SuperMan) Fly() {
	fmt.Println("SuperMan.Fly()...")
}

func (this *SuperMan) Show() {
	fmt.Println("name =", this.name)
	fmt.Println("sex =", this.sex)
	fmt.Println("level =", this.level)
}

func main() {
	h := Human{name: "zhangsan", sex: "male"}
	h.Eat()
	h.Walk()
	fmt.Println("=============")

	//方法一：定义子类新对象
	//s := SuperMan{Human{"lisi", "female"}, 5}

	//方法二
	var s SuperMan
	s.name = "lisi"
	s.sex = "female"
	s.level = 5
	s.Walk() //父类方法
	s.Eat()
	s.Fly()
	s.Show()
}
/*运行结果
Human.Eat()...
Human.Walk()...
=============
Human.Walk()...
SuperMan.Eat()...
SuperMan.Fly()...
name = lisi
sex = female
level = 5
*/

多态的基本要素与实现

Go语言中用继承是无法实现多态的，需要用接口(interface)实现，它的本质是一个指针。
基本要素：

有一个父类（有接口）
有子类（实现了父类的全部接口方法）
父类类型的变量（指针）指向（引用）子类的具体数据变量

以下代码展示了一个使用接口的例子，定义了一个 AnimalIF 接口和两个实现该接口的类型 Cat 和 Dog。然后，通过 showAnimal 函数展示了如何使用接口进行多态性调用。

package main

import "fmt"

type AnimalIF interface {
	Sleep()
	GetColor() string
	GetType() string
}

type Cat struct {
	color string
}

func (this *Cat) Sleep() {
	fmt.Println("cat is sleeping")
}

func (this *Cat) GetColor() string {
	return this.color
}

func (this *Cat) GetType() string {
	return "cat"
}

//=================

type Dog struct {
	color string
}

func (this *Dog) Sleep() {
	fmt.Println("dog is sleeping")
}

func (this *Dog) GetColor() string {
	return this.color
}

func (this *Dog) GetType() string {
	return "Dog"
}

func showAnimal(animal AnimalIF) {
	animal.Sleep()
	fmt.Println("color =", animal.GetColor())
	fmt.Println("kind =", animal.GetType())
}

func main() {
	//var animal AnimalIF //接口的数据类型，父类指针
	//animal = &Cat{"Green"}
	//animal.Sleep()
	//
	//animal = &Dog{"yellow"}
	//animal.Sleep()
	cat := Cat{"green"}
	dog := Dog{"yellow"}
	showAnimal(&cat)
	showAnimal(&dog)
}

在 main 函数中，我们创建了 Cat 和 Dog 的实例，并通过showAnimal 函数调用展示它们的信息。这里利用了接口的多态性，通过相同的接口来处理不同的类型。这种设计使得代码更加灵活，可以方便地扩展和添加新的类型。

interface空接口

在Go语言中，空接口（empty interface）是一种特殊的接口，它不包含任何方法签名。由于不包含任何方法，空接口可以表示任意类型。在Go中，空接口的声明形式是interface{}。
空接口的特点是它可以保存任意类型的值，因为任何类型都至少实现了零个方法，因此都满足空接口的要求。

package main

import "fmt"

func myFunc(arg interface{}) {
	fmt.Println("myFunc is called...")
	fmt.Println(arg)
}

type Books struct {
	auth string
}

func main() {
	book := Books{"zhangsan"}
	myFunc(book)

	myFunc(100)
	myFunc("haha")
	myFunc(3.14)
}
/*输出结果
myFunc is called...
{zhangsan}
myFunc is called...
100
myFunc is called...
haha
myFunc is called...
3.14
*/

在这个例子中，myFunc 函数接受一个空接口类型的参数，因此它可以接受任何类型的值。然后创建了一个 Books 结构体的实例 book，并将其作为参数传递给 myFunc 函数。

但是，interface{}如何区分此时引用的底层数据类型是什么？主要是通过断言机制来实现的。

func myFunc(arg interface{}) {
	fmt.Println("myFunc is called...")
	fmt.Println(arg)

	value, ok := arg.(string)
	if !ok {
		fmt.Println("arg is not string")
	} else {
		fmt.Println("value =", value)
		fmt.Println("arg is string")
	}
}

这种方式在运行时进行了类型检查，以确保转换的安全性。如果 arg 的实际类型不是 string，那么 ok 将为 false，并输出相应的提示信息。

反射

变量的内置pair

在Go中，如果定义了一个变量，那么它内部实际构造由两部分组成：变量类型type和值value。type可以划分成两类：static type和concrete type。

static type指常见的数据类型，如int、string…
concrete type指interface所指向的具体数据类型，是系统看得见的类型

变量类型type和值value组成了pair，反射主要是通过变量找到当前变量的具体类型或值。具体结构如下图所示。
请添加图片描述

package main

import "fmt"

func main() {
	var a string
	// pair<static_type:string,value:"aceld">
	a = "aceld"

	//pair<type:string,value:"aceld">
	var alltype interface{}
	alltype = a

	str, _ := alltype.(string)
	fmt.Println(str)
}

这段代码中，alltype.(string) 尝试将 alltype转为字符串类型，并返回两个值，一个是转换后的值 str，另一个是一个布尔值 ok 表示转换是否成功。在这里使用了 _ 来忽略不需要的第二个返回值。
如果转换成功，ok 为 true，则会打印出字符串的值。如果转换失败，ok 为 false，则会输出相应的提示信息。这种模式在处理接口类型时常用于确保类型安全。

reflect包

reflect主要包含了两个关键的接口，ValueOf实现输入任意数据类型返回数据的值，TypeOf实现输入任意数据类型，动态获取这个数据类型是static type还是concrete type。
请添加图片描述
可以用以下代码来判断：

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func reflectNum(arg interface{}) {
	fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(arg))
	fmt.Println("value:", reflect.ValueOf(arg))
}

func main() {
	var num float64 = 3.14159
	reflectNum(num)
}
/*输出结果
type: float64
value: 3.14159
*/

下面的代码演示了如何使用反射（reflection）获取结构体实例的字段和方法信息。

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type User struct {
	Id   int
	Name string
	Age  int
}

func (this User) Call() {
	fmt.Println("User is called...")
	fmt.Printf("%v\n", this)
}

func DoFiledAndMethod(input interface{}) {
	// 获取input的type
	inputType := reflect.TypeOf(input)
	fmt.Println("inputType is:", inputType)

	// 获取input的value
	inputValue := reflect.ValueOf(input)
	fmt.Println("inputValue is:", inputValue)
	// 通过type获取里面的字段
	// 1.获取interface的reflect.Type，通过Type得到NumField，进行遍历
	// 2.得到每个field，数据类型
	// 3.通过field有一个interface()方法得到对应value
	for i := 0; i < inputType.NumField(); i++ {
		field := inputType.Field(i)
		value := inputValue.Field(i).Interface()
		fmt.Printf("%s:%v=%v\n", field.Name, field.Type, value)
	}
	// 通过type获取里面的方法、调用
	for i := 0; i < inputType.NumMethod(); i++ {
		m := inputType.Method(i)
		fmt.Printf("%s:%v\n", m.Name, m.Type)
	}
}

func main() {
	user := User{1, "Aceld", 18}
	DoFiledAndMethod(user)
}
/*输出结果
inputType is: main.User
inputValue is: {1 Aceld 18}
Id:int=1
Name:string=Aceld
Age:int=18
Call:func(main.User)
*/

解析Struct Tag

在 Go 语言中，可以为结构体的字段添加标签（tag），这些标签可以在运行时通过反射获取。标签通常用于提供额外的元数据，如字段的注释、验证规则等。

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type resume struct {
	Name string `info:"name" doc:"我的名字"`
	Sex  string `info:"sex"`
}

func findTag(str interface{}) {
	t := reflect.TypeOf(str).Elem() //当前结构体的全部元素

	for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
		taginfo := t.Field(i).Tag.Get("info")
		tagdoc := t.Field(i).Tag.Get("doc")
		fmt.Println("info:", taginfo)
		fmt.Println("doc:", tagdoc)
	}
}

func main() {
	var re resume
	findTag(&re)
}

在以上代码中，resume 结构体的字段 Name 和 Sex 都有标签信息。在 findTag 函数中，通过 reflect.TypeOf(str) 获取结构体的类型，并使用 Elem() 方法获取实际的类型。然后，通过 t.Field(i).Tag.Get("info") 和 t.Field(i).Tag.Get("doc") 获取每个字段的 "info" 和 "doc" 标签的值。

Struct Tag在json中的应用

定义如下代码

package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
)

type Movie struct {
	Title  string   `json:"title"`
	Year   int      `json:"year"`
	Price  int      `json:"rmb"`
	Actors []string `json:"actors"`
}

func main() {
	movie := Movie{"喜剧之王", 2000, 10, []string{"xingye", "zhangbozi"}}
}

对movie编码，即从结构体->json。从运行结果可以看出json中的键就是上面定义的Struct Tag

jsonStr, err := json.Marshal(movie)
if err != nil {
	fmt.Println("error:", err)
	return
}
fmt.Printf("jsonStr = %s\n", jsonStr)
//jsonStr = {"title":"喜剧之王","year":2000,"rmb":10,"actors":["xingye","zhangbozi"]}

对jsonStr解码，即从json->结构体

my_movie := Movie{}
err = json.Unmarshal(jsonStr, &my_movie)
if err != nil {
	fmt.Println("error:", err)
	return
}
fmt.Printf("%v\n", my_movie)
// {喜剧之王 2000 10 [xingye zhangbozi]}