[Go 入门] 第六章 使用结构体和指针

Go 入门系列参考于互联网资料与 人民邮电出版社 《Go 语言入门经典》 与 《Effective Go》，编写目的在于学习交流，如有侵权，请联系删除

结构体是由数据元素组成的构件，是一个很有用的编程构件, 本文内容:

• 结构体是什么
• 创建结构体
• 嵌套结构体
• 自定义结构体数据字段的默认值
• 比较结构体
• 区分指针引用和值引用
  • 值引用复制结构体
  • 指针引用复制结构体
• 问题列表

结构体是什么

结构体是一系列具有指定数据类型的数据字段，它能够通过单个变量引用一系列相关的值。通过使用结构体，可在单个变量中储存众多类型不同的数据字段。储存在结构体中的值可轻松地访问和修改，这提供了一种灵活的数据结构创建方式。通过使用结构体，可提高模块化程序，还能创建并传递复杂的结构数据

type Movie struct {
    Name   string
    Rating float32
}

func main() {
    m := Movie{
        Name: "Citizen Kane",
        Rating: 10,
    }
    fmt.Println(m.Name, m.Rating)
}

对上面代码的解读为：

• 关键字 type 指定一种新类型
• 将新类型的名称指定为 Movie
• 类型名右边是数据类型，这里为结构体
• 在大括号内，使用名称和类型指定了一系列数据字段。请注意，此时没有给数据字段复制。可将结构体视为模板
• 在 main 函数中，使用简短变量赋值声明并初始化了变量m，给数据字段指定的值为相应的数据类型
• 使用点表示法访问数据字段并将其打印到控制台

创建结构体

声明结构体后，就可以通过多种方式创建，如已声明一个结构体，那么就可直接声明这种类型的变量

type Movie struct {
    Name   string
    Rating float32
}

var m Movie

这样就创建好了结构体，并将各个数据字段设置为相应数据类型的零值。要调试和查看结构体的值，可以使用占位符 %+v

这将把字段名和值打印到在终端。创建结构体时，如没有初始化，则 Go 将把每个数据字段设置为相应数据类型的零值

{Name: Rating:0}

以这种方式创建的结构体，还可以用点表示法进行字段赋值

var m Movie
m.Name = "buck"
m.Rating = 0.99

结构体数据字段的值时可变的，这意味着可动态地修改它们。一旦结构体被声明或者实例被创建，就不能再修改其字段的数据类型了。

也可以使用关键字new来创建结构体实例。关键字new创建结构体 Movie 的一个实例（为其分配内存）；将这个结构体实例赋给变量 m 后，就可以像前面那样使用点表示法给数据字段赋值了

m := new(Movie)
m.Name = "cook"
m.Rating = 0.99

还可以通过简短变量赋值来创建结构体实例，此时可省略关键字new。创建结构体时，可同时给字段赋值，方式是使用字段名、冒号和字段值

c := Movie{Name: "Ela", Rating: 0.8}

也可忽略字段名，按字段声明顺序给它赋值，但出于可维护性考虑，不推荐这样做

c := Movie{"Ela", 0.8}

字段很多时，让每个字段独占一行能够提高代码的可维护性和可读性，如果这样做，需要在最后一个数据字段所在行也以逗号结尾

c := Movie {
    Name: "Ela",
    Rating: 0.8,
}

使用简短变量赋值是最常用的结构体创建方式，也是推荐的方式

提示:

类C语言也支持结构体，结构体并非创建面向对象代码的方式，而是一种数据结构创建方式，旨在满足数据建模需求

嵌套结构体

有时候，数据结构需要包含多个层级，就可以创建一个结构体嵌套另一个结构体

type Superhero struct {
    Name    string
    Age     int
    Address Address
}

type Address struct {
    Number int
    Street string
    city   string
}

创建结构体 Superhero 时，其中将包含一个数据字段为默认值的 Address 结构体，这可改善代码的灵活性和模块性，因结构体 Address 也可用于其他地方

下面将会用简短变量赋值创建一个嵌套结构体实例

package main

import "fmt"

type Superhero struct {
	Name    string
	Age     int
	Address Address
}

type Address struct {
	Number int
	Street string
	City   string
}

func main() {
	e := Superhero{
		Name: "Batman",
		Age: 32,
		Address: Address{
			Number: 1007,
			Street: "Mountain Drive",
			City: "Gotham",
		},
	}
	fmt.Println(e)
}

自定义结构体数据字段的默认值

Go 语言中的零值：

类型	零值
布尔型 (Boolean)	false
整型 (Integer)	0
浮点型 (Float)	0.0
字符串 (String)	“ “
指针 (Pointer)	nil
函数 (Function)	nil
接口 (Interface)	nil
切片 (Slice)	nil
通道 (Channel)	nil
映射 (Map)	nil

创建结构体时，如果没有给出默认的值，则根据数据类型为上述的值

Go 语言没有提供自定义默认值的内置方法，但可以通过构造函数来实现

type Alarm struct {
    Time  string
    Sound string
}

func NewAlarm(time string) Alarm {
    a := Alarm{
        Time: time,
        Sound: "Klaxon",
    }
    return a
}

代码中，不直接创建结构体 Alarm，而是使用函数 NewAlarm 来创建，从而让字段 Sound 包含自定义的默认值。这是一种技巧，而并非 Go 语言规范的组成部分

比较结构体

对结构体进行比较，要看它们的类型和值是否相同，对于类型相同的结构体，可使用相等性运算符来比较，要判断两个结构体是否相等，可以使用==，要判断它们不等可用!=，下面代码中，创建了两个数据字段值相等的结构体，由于它们相等，所以返回true

type Drink struct {
    Name string
    Ice  bool
}

func main() {
    a := Drink{
        Name: "buck",
        Ice: true,
    }
    b := Drink{
        Name: "buck",
        Ice: true,
    }
    if a == b {
        fmt.Println("a and b are the same")
    }
}

不能对两个类型不同的结构体进行比较， 否则将导致编译错误。因此，试图比较两个结构体之前，必须先确定它们的类型相同。要检查结构体的类型，可使用 Go 语言包的 reflect

type Drink struct {
    Name string
    Ice  bool
}

func main() {
    a := Drink{
        Name: "buck",
        Ice: true,
    }
    fmt.Println(reflect.TypeOf(a))
}

Go 语言规定，结构体及其数据字段都可能被导出，也可能不导出。如果一个标识符的首字母是大写，那么可被导出，否则将不会导出

区分指针引用和值引用

使用结构体时，明确指针引用和值引用的区别很重要。之前有说过，数据值储存在计算机内存中。指针包含值的内存地址，这意味着，指针可以读写储存的值。创建结构体时，给数据字段分配内存并给他们指定默认值；然后返回指向内存的指针，并将其赋给一个变量，使用简短变量赋值时，将分配内存并指定默认值

a := Drink{}

复制结构体时，明确内存方面的差别很重要。将指向结构体的变量赋给另一个变量时，被称为赋值

a := b

赋值后，虽然 a 与 b 相同，但它是 b 的副本，而不是指向 b 的引用。修改 b 不会影响 a，反之亦然

值引用复制结构体

type Drink struct {
    Name string
    Ice  bool
}

func main() {
    a := Drink{
        Name: "buck",
        Ice: true,
    }
    b := a
    b.Ice = false
}

解读如下：

• 声明结构体类型 Drink
• 创建结构体 Drink 的一个实例，并将其赋给变量a
• 声明变量b并将a赋给它
• 修改b的数据字段Ice

指针引用复制结构体

要修改原始结构体实例包含的值，必须使用指针。指针是指向内存地址的引用，因此使用它操作的不是结构体的副本而是其本身。要获得指针，可在变量名前加上和号

type Drink struct {
    Name string
    Ice  bool
}

func main() {
    a := Drink{
        Name: "buck",
        Ice: true,
    }
    b := &a
    b.Ice = false
}

解读如下：

• 将指向 a 的指针 （而不是 a 本身）赋给b，这是使用和号字符表示的
• 修改 b 时，将修改分配给 a 的内存，因为a和b指向相同的内存
• 打印 a 和 b 的值时，将发现它们的值相同。请注意，由于b是指针，因此必须使用星号字符对其进行引用
• 将b和a的内存地址打印到控制台，以证明它们相同

问题列表

• 本书前面介绍了3种创建结构体的方式，我该使用哪种呢？

  推荐使用简短变量赋值方式（:=）来创建结构体。关键字new和变量声明的方式也合法，但不那么常用

• 我明白了如何嵌套结构体，请问最多可以嵌套多少层呢？

  对结构体嵌套层级数没有任何限制，但如果嵌套层级太多，可能昭示着使用其他数据结构是更好的选择

• 结构体数据字段可以是任何数据类型吗？

  是的，在结构体中可以使用任何数据类型，包括自定义的类型