GO-第 10 章面向对象编程(上)

库Koo
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10.1 结构体

10.1.1 看一个问题

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10.1.2 使用现有技术解决

  1. 单独的定义变量解决

    代码演示

    image.png

  2. 使用数组解决

    代码演示

    image.png

10.1.3 现有技术解决的缺点分析

  1. 使用变量或者数组来解决养猫的问题，不利于数据的管理和维护。因为名字，年龄，颜色都是 属于一只猫，但是这里是分开保存
  2. 如果我们希望对一只猫的属性（名字、年龄，颜色）进行操作(绑定方法)， 也不好处理
  3. 引出我们要讲解的技术-》结构体

10.1.4 一个程序就是一个世界，有很多对象(变量)

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10.1.5 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，你可 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。后面同学们会充分体会到这个特点。也就是说在 Golang 中面 向接口编程是非常重要的特性

10.1.6 结构体与结构体变量(实例/对象)的关系示意图

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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。

🌓上图说明：

注意： 从猫结构体到变量，就是创建一个Cat结构体变量，也可以说是定义一个Cat结构体变量

当然： 上面的猫也可以是鱼、狗、人

10.1.7 快速入门-面向对象的方式(struct)解决养猫问题

代码演示

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10.1.8 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

10.1.9 结构体变量(实例)在内存的布局(重要!)

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10.1.10 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
    Score   float32//字段
}

10.1.11 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

  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)，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

    案例演示：

    image.png

    image.png

  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。

案例：

image.png

image.png

画出上面代码的内存示意图：

image.png

10.1.12 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 = Perso

image.png

方式 3-&
案例: var person *Person = new (Person)

image.png

方式 4-{}
案例: var person *Person = &Person{}

image.png

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 = "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 编译器底层 对 person.Name 做了转化 (person).Name

10.1.13 struct 类型的内存分配机制

看一个思考题

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输出的结果是: p2.Name = tom p1.Name = 小明

基本说明：

image.png

结构体在内存中示意图

image.png

看下面代码，并分析原因

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输出的结果是：

image.png

上面代码对应的内存图的分析：

image.png

看下面代码，并分析原因

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10.1.14 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

    image.png

    image.png

    对应的分析图:

    image.png

  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)

    image.png

  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

    image.png

  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：

    image.png

举例：

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10.2 方法

10.2.1 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。

10.2.2 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

举例说明

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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

    image.png

  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 常相似

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

    image.png

10.2.3 方法快速入

  1. 给 Person 结构体添加 speak 方法,输出 xxx是一个好人

    image.png

  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

    image.png

  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

    image.png

  4. 给 Person 结构体添加 getSum 方法,可以计算两个数的和，并返回结果

    image.png

  5. 方法的调用

    image.png

10.2.4 方法的调用和传参机制原理：(重要！)

说明：

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。下面我们举例说明。

案例1：

画出前面 getSum 方法的执行过程+说明

image.png

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)

案例2：

请编写一个程序，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

    image.png

10.2.5 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。

10.2.6 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

    image.png

  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

    image.png

  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。[讲解]

  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

    image.png

10.2.7 方法的课堂练习题

  1. 编写结构体(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

    image.png

  2. 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

    image.png

  3. 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，接收返回的面积值并打印

    image.png

  4. 编写方法：判断一个数是奇数还是偶数

    image.png

  5. 根据行、列、字符打印 对应行数和列数的字符，比如：行：3，列：2，字符*,则打印相应的效果

    image.png

  6. 定义小小计算器结构体(Calcuator)，实现加减乘除四个功能

    实现形式 1：分四个方法完成

    实现形式 2：用一个方法搞定

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10.2.8 方法的课后练题

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10.2.9 方法和函数区别

  1. 调用方式不一样

    1. 函数的调用方式: 函数名(实参列表)
    2. 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

    image.png

  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

    image.png

    image.png

总结:

  • 不管调用形式如何，真正决定是值拷贝还是地址拷贝，看这个方法是和哪个类型绑定
  • 如果是和值类型，比如 (p Person) , 则是值拷贝， 如果和指针类型，比如是 (p *Person) 则 是地址拷贝

10.3 面向对象编程应用实例

10.3.1 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

10.3.2 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)，并访问 say 方法，并将调用结果打印输出。

  4. 走代码

    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 infoSt
}
​
​
func main() {
    //测试
    //创建一个 Student 实例变量
    
    var stu = Student{
        name : "tom", 
        gender : "male", 
        age : 18, 
        id : 1000, 
        score : 99.98, 
    }
    
        fmt.Println(stu.say())
}

10.3.3 小狗案例 [学员课后练习]

  1. 编写一个 Dog 结构体，包含 name、age、weight 字段
  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 Dog 结构体实例(变量)，并访问 say 方法，将调用结果打印输

10.3.4 盒子案例

  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、宽和高，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
  4. 走代码

image.png

10.3.5 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，其它情况门票免 费.
  2. 请编写 Visitor 结构体，根据年龄段决定能够购买的门票价格并输出
  3. 代码

image.png

10.4 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，可以直接制定字段的值

方式 1

image.png

方式 2

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10.5 工厂模式

10.5.1 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

10.5.2 看一个需求

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

10.5.3 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)的案例:

如果 model 包的 结构体变量首字母大写，引入后，直接使用,

image.png

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

image.png

10.5.4 思考题

如果 model 包的 student 的结构体的字段 Score 改成 score，我们还能正常访问 吗？又应该如何解决这个问题呢？[老师给出思路，学员自己完成]

解决方法如下：

image.png

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