【Go语言核心手册4】结构体&方法

本文深入探讨了Go语言中的结构体匿名字段、方法覆盖、值方法与指针方法的区别,以及方法集的概念。通过具体示例展示了不同场景下方法的调用行为及其背后的原理。

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​4.1 匿名字段

所谓匿名字段,是指没有名字,仅有类型的字段,被称为嵌入字段或者嵌入类型。

type attr struct{    perm int}type file struct{    name string    attr // 仅有类名}var f filef.name = "lvmenglou"f.perm = 24 // 等价于f.attr.perm = 24

4.2 方法覆盖

方法存在同名遮蔽问题,通过匿名字段user构建manager结构,两者都实现了toString()方法,对于变量m调用toString()方法时,会直接屏蔽掉user.toString()方法,实现覆盖操作;但是也可以通过m.user.toString()直接访问的user的toString()方法。

type user struct{}type manager struct{    user // 匿名字段}func (user) toString() string{    return "user"}func (m manager) toString() string{    return m.user.toString() + ";manager"}func main(){    var m manager    println(m.toString())      // 输出:user;manager    println(m.user.toString()) // 输出:user}

4.3 值方法和指针方法

当你给某个struct定制一个字符串转换方法,可能会纠结选择value methods还是pointer methods方式:

func (ms MyStruct) String() string  // value methodsfunc (ms *MyStruct) String() string // pointer methods

在官方effective go文档中,对两者区别描述如下:

  • 值方法(value methods)可以通过指针和值调用,但是指针方法(pointer methods)只能通过指针来调用。

  • 但有一个例外,如果某个值是可寻址的(addressable,或者说左值),那么编译器会在值调用指针方法时自动插入取地址符,使得在此情形下看起来像指针方法也可以通过值来调用。

type Foo struct {    name string}func (f *Foo) PointerMethod() {    fmt.Println("pointer method on", f.name)}func (f Foo) ValueMethod() {    fmt.Println("value method on", f.name)}func NewFoo() Foo { // 返回一个右值,不可寻址    return Foo{name: "right value struct"}}func main() {    f1 := Foo{name: "value struct"}    f1.PointerMethod() // 编译器会自动插入取地址符,变为 (&f1).PointerMethod()    f1.ValueMethod()    f2 := &Foo{name: "pointer struct"}    f2.PointerMethod()     f2.ValueMethod() // 编译器会自动解引用,变为 (*f2).PointerMethod()    NewFoo().ValueMethod()    NewFoo().PointerMethod() // Error!!!}

简而言之,就是不管是普通对象还是指针,都可以调用他们的值方法和指针方法,因为编译器会自行处理,但是对于右值(也就是通过函数返回的临时结构体变量等),只能调用值方法,不能调用指针方法。(备注:对于左值和右值的区别,最重要区别就是是否可以被寻址,可以被寻址的是左值,既可以出现在赋值号左边也可以出现在右边;不可以被寻址的即为右值,比如函数返回值、字面值、常量值等等,只能出现在赋值号右边。

对于某个特定场景,两者如何取舍其实和另一个问题等价:就是你在定义函数时如何传参——是传值还是传指针。比如上述例子:

func (f *Foo) PointerMethod() {    fmt.Println("pointer method on ", f.name)}func (f Foo) ValueMethod() {    fmt.Println("value method on", f.name)}

可以转换为下面两个函数进行考虑,用 Go 的术语来说,就是将函数的receiver看做是 argument:

func PointerMethod(f *Foo) {    fmt.Println("pointer method on ", f.name)}func ValueMethod(f Foo)  {    fmt.Println("value method on", f.name)}

在定义receiver为值还是指针时,主要有以下几个考虑点:

  1. 方法是否需要修改receiver本身。如果需要,那receiver必然要是指针。

  2. 效率问题。如果receiver是值,那在方法调用时一定会产生 struct 拷贝,而大对象拷贝代价很大。

  3. 一致性。对于同一个struc 的方法,value method和pointer method混杂用肯定是优雅。

那啥时候用value method呢?很简单的不可变对象使用value method可以减轻gc负担,貌似也就这些好处了。因此请记住:遇事不决请用pointer method!!!

对于第一条,如果需要修改receiver本身,必须用指针,我再举个例子:

type N intfunc (n N) value() {  // value method    n++    fmt.Printf("v:%p, %v\n", &n, n)}func (n *N) pointer() { // point method    (*n)++    fmt.Printf("p:%p, %v\n", n, *n)}func main() {    var a N = 5    a.value()    a.pointer()    fmt.Printf("a:%p,%v\n", &a, a)}

输出:

v: 0x8200741c8, 26  // 虽然n被打印为26,但是在main()中,n的值还是25,未修改!!!p: 0x8200741c0, 26 a: 0x8200741c0, 26  // n的值被修改为26,是通过a.pointer()修改的!!!

4.4 方法集

所谓“方法集”,简单来说,就是对于普通类型和指针类型,所包含的方法集合,我们先看个例子:

type S struct{}type T struct{    S  // 匿名嵌入字段}func (S) sVal() {}func (*S) sPtr() {}func (T) sVal() {}func (*T) sPtr() {}func methodSet(a interface()) {    t := reflect.TypeOf(a)    for i, n := 0, t.NumMethod(); i < n; i++ {        m := t.Method(i)        fmt.Println(m.Name, m.Type)    }}func main() {    var t T    methodSet(t)  // 显示T方法集    println("---------------")    methodSet(&t) // 显示*T方法集}

输出:

sVal func(main.T)tVal func(main.T)----------------sPtr func(*main.T)sVal func(*main.T)tPtr func(*main.T)tVal func(*main.T)

可以看出,普通类型的方法集,是值方法;指针类型的方法集,是值方法 + 指针方法,更多情况可总结如下:

  • 类型T方法集包含所有的receive T方法;

  • 类型*T方法集包含所有receive T +  *T方法;

  • 匿名嵌入S,T方法集包含所有receive T方法;

  • 匿名嵌入*S,T方法集包含所有receive S + *S方法;

  • 匿名嵌入S或*S,*T方法集包含所有receive S + *S方法。

4.5 总结

对于这一章内容,“匿名字段”用的非常多,它是其声明中只有类型而没有名称的字段,可以以一种很自然的方式为被嵌入的类型带来新的属性和能力。不过,我们需要小心可能产生“屏蔽”现象的地方,尤其是当存在多个嵌入字段或者多层嵌入的时候,“屏蔽”现象可能会让你的实际引用与你的预期不符。

另外,你一定要梳理清楚值方法和指针方法的不同之处,包括这两种方法各自能做什么、不能做什么以及会影响到其所属类型的哪些方面。这涉及值的修改、方法集合和接口实现。再次强调,嵌入字段是实现类型间组合的一种方式,这与继承没有半点儿关系。Go 语言虽然支持面向对象编程,但是根本就没有“继承”这个概念。

最后就是“方法集”,对于普通类型和指针类型,当存在匿名字段时,他们的值方法和指针方法的所属关系,这个是需要掌握的,这里我们没有讨论实际的应用场景,但是当涉及到接口实现和类型转换时,如果对这块知识掌握不够的话,转换会非常容易出现问题,后面在讲接口时,这块会再去讲解。对于方法表达式这块,这块知识不容易和其它知识混淆,也不难掌握,大家可以自行查阅相关资料即可。

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