妙啊,空結構體還能這麼用?Go語言的結構體看這篇就夠了

王中陽Go發表於2023-02-21
本文詳解了Go語言結構體的各個知識點,最後介紹了空結構體的3種妙用。希望對你有幫助。

定義

結構體,是一種自定義的資料型別,由多個資料型別組合而成。用於描述一類事物相關屬性

定義方式

type 型別名 struct {
    欄位名 欄位型別
    …
}

//示例:
type Animal struct {
  Name string
  Age  int
}

例項化

結構體和結構體指標,兩者的例項化有所區別

提供多種寫法,靈活使用:

//結構體例項化
//寫法1
//var a Animal 
//a.Name = "aaa"
//a.Age = 18
//寫法2
a := Animal{ 
  Name: "dog",
  Age:  18,
}
fmt.Println(fmt.Sprintf("%T - %v", a, a)) //main.Animal - {dog 18}

//結構體指標例項化
//寫法1
var b *Animal 
b = new(Animal)
//寫法2
//b := new(Animal)  
//寫法3
//b := &Animal{}    
b.Name = "cat"                            //在底層是(*b).Name = "cat",這是Go語言幫我們實現的語法糖
fmt.Println(fmt.Sprintf("%T - %v", b, b)) //*main.Animal - &{cat 0}

注意:結構體指標必須手動初始化,分配記憶體地址

匿名結構體

適用於臨時資料儲存的場景

var v struct {
  Name string
  Age  int
}
fmt.Println(v)

空結構體

不佔用記憶體空間

var v struct{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(v)) //0

v1 := struct{}{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(v1)) //0

建構函式

Go沒有自帶的建構函式,採用自實現

方式1

結構體不復雜,可以返回結構體型別,值複製效能開銷小

func NewPerson(name string, age int8) Person {
  return Person{
    name: name,
    age:  age,
  }
}

定義方式2

結構體複雜,得返回結構體指標型別,避免值複製產生的效能開銷

func NewPerson(name string, age int8) *Person {
  return &Person{
    name: name,
    age:  age,
    sex:  sex,
    country:country,
    province:province,
    city:city,
    town:town,
    address:address,
  }
}

方法與接收者

方法(Method)是一種作用於特定型別變數的函式。這種特定型別變數叫做接收者(Receiver)。接收者的概念就類似於PHP中的this或者 self

方法與函式區別:函式不屬於任何型別,方法屬於特定型別。函式沒有接收者,方法有接收者。

標準格式

func (接收者變數 接收者型別) 方法名(引數列表) (返回引數) {
    函式體
}

接收者型別(兩種):

  • 非指標型別:發生值複製產生副本,方法內修改欄位,只在方法內生效;
  • 指標型別:不產生副本,方法內修改欄位,同步生效;
func NewPerson(name string, age int8) *Person {
  return &Person{
    name: name,
    age:  age,
  }
}

func (p *Person) Dream() {
  p.name = "aaa"
  fmt.Printf("%s的夢想是學好Go語言\n", p.name)  //aaa的夢想是學好Go語言
}

func main() {
  p1 := NewPerson("小王子", 25)
  p1.Dream()
  fmt.Println(p1) //&{aaa 25}
}

什麼時候使用指標型別的接收者

  1. 需要修改接收者中的值
  2. 接收者是複製代價比較大的大物件
  3. 保證一致性,在同一個檔案中,如果有某個方法使用了指標接收者,那麼其他的方法也建議使用指標接收者

注意點

1.接收者型別,可以是任何型別,不僅僅只針對結構體型別。但要注意下,型別和方法定義需要在同一個包下面

type MyInt int

func (i MyInt) SayInt() {
  fmt.Println("my type is MyInt")
}

func main() {
  var i1 MyInt
  i2 := MyInt(10)
  i1.SayInt()
  i2.SayInt()
}

輸出結果:
my type is MyInt
my type is MyInt

匿名欄位

結構體允許其成員欄位在宣告時沒有欄位名而只有型別,這種沒有名字的欄位就稱為匿名欄位

type User struct {
  Name    string
  Gender  string
  Address //匿名欄位
}

type Address struct {
  Province   string
  City       string
  CreateTime string
}

func main() {
  var u1 User
  u1.Name = "張三"
  u1.Gender = "男"
  u1.Address.City = "北京" //匿名欄位預設使用型別名作為欄位名
  u1.CreateTime = "2019" //匿名欄位可以省略,但注意多個匿名欄位下有相同欄位名,會編譯失敗,所以建議不採用省略寫法
  fmt.Println(u1)
}

但需要注意欄位名衝突問題,所以不建議使用省略寫法操作匿名欄位

實現物件導向的“繼承”特性

Go不是物件導向程式設計的語言,但可以透過巢狀結構體的方式,來實現物件導向的“繼承”特性

type Animal struct {
  Name string
  Age  int
}

func (a Animal) Say() {
  fmt.Println(fmt.Sprintf("1-my name is %s and age is %d", a.Name, a.Age))
}

type Cat struct {
  Animal //巢狀結構體實現繼承
}

func main() {
  c1 := Cat{}
  c1.Name = "加菲貓"
  c1.Age = 5
  c1.Say()

  //輸出結果:
  //1-my name is 加菲貓 and age is 5
}

子類還可以重寫父類的Say方法,並且還能擁有自己的Run方法

func (c Cat) Say() {
  fmt.Println(fmt.Sprintf("2-my name is %s and age is %d", c.Name, c.Age))
}

func (c Cat) Run() {
  fmt.Println(fmt.Sprintf("my name is %s,還是跑步高手", c.Name))
}

func main() {
  c1 := Cat{}
  c1.Name = "加菲貓"
  c1.Age = 5
  c1.Say()
  c1.Run()

  //輸出結果:
  //2-my name is 加菲貓 and age is 5
  //my name is 加菲貓,還是跑步高手
}

標籤tag

透過反射機制,識別結構體的標籤,容錯能力較差,需要注意使用

標準格式

`key1:"value1" key2:"value2"`

使用注意事項

  • 外層使用 反引號 包起來,裡邊value需要使用 雙引號 包起來;
  • KV之間使用冒號,多個KV之間使用空格(注意:冒號前後不要加其他符號)

使用示例

goframe v2的標準路由註冊就是使用標籤tag的方式定義的,大家感興趣可以看下我們開源專案的程式碼:

https://github.com/wangzhongy...

結構體與JSON系列化

給結構體新增json標籤,然後做json序列化操作:

  • 首字母大寫欄位(公開) :會轉換成json標籤指定的欄位名,若未指定,則使用自身欄位名;
  • 首字小寫欄位(私有) :不會輸出,因為這類欄位僅在定義當前結構體的包中可訪問;

簡單示例

type CardInfo struct {
  Title  string `json:"title"`
  Desc   string
  height int `json:"height"`
}

func main() {
  c1 := CardInfo{
    Title:  "成長之星",
    Desc:   "balabala",
    height: 100,
  }
  data, _ := json.Marshal(c1)
  fmt.Println(string(data)) //{"title":"成長之星","Desc":"balabala"}

  str := "{"title":"title111", "desc":"desc222", "height":20}"
  c2 := CardInfo{}
  _ = json.Unmarshal([]byte(str), &c2)
  fmt.Println(c2) //{title111 desc222 0}
}

空結構體

上文為大家簡單介紹了空結構體,使用unsafe.SizeOf()方法,明確知道了空結構體,它不佔用儲存空間。

(即“寬度”為0,寬度描述了一個型別的例項所佔用的儲存空間的位元組數)

s := struct{}{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) //0

在專案程式碼中,我們經常都會看到空結構體struct{}{}的使用,它有什麼作用,適合什麼場景使用呢?

空結構體作用

請大家注意:結構體包含一個指標和指標指向的資料,下文所說的不佔用記憶體其實指的是指標指向的資料為null,但是空結構體最為一個變數它的指標肯定是佔用記憶體空間的,只是單用很小。

因為空結構體的值不佔據記憶體空間的特性,因此被廣泛作為各種場景下的佔位符使用

  1. 一是節省資源
  2. 二是空結構體本身就具備很強的語義:即這裡不需要任何值,僅作為佔位符。

空結構體使用場景

主要使用場景有3個

  1. 實現集合型別
  2. 實現空通道
  3. 實現方法接收者

下面逐個為大家詳解

1.實現集合型別

Go語言本身是沒有集合型別(Set),通常是使用map來替代

但有個問題:就是集合型別,只需要用到key(鍵),不需要用到value(值)

如果value使用bool來表示,實際會佔用1個位元組的空間,為了節省空間,這時空結構體就可以大顯身手了

type Set map[int]struct{}

func main() {
  s := make(Set)
  s.add(1)
  s.add(2)
  s.add(3)
  s.remove(2)
  fmt.Println(s.exist(1))
  fmt.Println(s)

  //輸出:
  //true
  //map[1:{} 3:{}]
}
func (s Set) add(num int) {
  s[num] = struct{}{}
}
func (s Set) remove(num int) {
  delete(s, num)
}
func (s Set) exist(num int) bool {
  _, ok := s[num]
  return ok
}

空結構體作為佔位符,不會額外增加不必要的記憶體開銷,很方便的就把問題給解決了

2.實現空通道

在Go語言 channel的使用場景中,常常會遇到通知型 channel,其不需要傳送任何資料,只是用於協調 Goroutine 的執行,用於流轉各類狀態或是控制併發情況。

這類情況就特別適合使用空結構體,只做個佔位,不浪費記憶體空間

func main() {
  ch := make(chan struct{})
  go worker(ch)

  // Send a message to a worker.
  ch <- struct{}{}

  // Receive a message from the worker.
  <-ch
  println("AAA")

  //輸出:
  //BBB
  //AAA
}

func worker(ch chan struct{}) {
  // Receive a message from the main program.
  <-ch
  println("BBB")

  // Send a message to the main program.
  close(ch)
}

由於該 channel 使用的是空結構體,因此也不會帶來額外的記憶體開銷

3.實現方法接收者

使用結構體型別的變數作為方法接收者,有時結構體可以不包含任何欄位屬性。這種情況,可以用int或者string來替代,但它們都會佔用記憶體空間,所以使用空結構體是比較合適的。

並且也有利於未來針對該型別進行公共欄位等的增加,容易擴充套件和維護

type T struct{}

func methodUse() {
  t := T{}
  t.Print()
  t.Print2()

  //輸出:
  //哈哈哈Print
  //哈哈哈Print2
}

func (t T) Print() {
  fmt.Println("哈哈哈Print")
}
func (t T) Print2() {
  fmt.Println("哈哈哈Print2")
}

總結

本文詳解了Go語言結構體的各種知識點,最後針對空結構體的作用和使用場景,進行了詳細的講解。在之後的實際專案開發過程中,只用佔位不用實際含義,那麼我們就都可以使用空結構體,可以極大的節省不必要的記憶體開銷。

希望對大家有幫助,兄弟們覺好留贊哦。

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