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妙啊,空结构体还能这么用?Go 语言的结构体看这篇就够了

作者:王中阳Go
  • 2023-02-21
    北京
  • 本文字数:4031 字

    阅读完需:约 13 分钟

妙啊,空结构体还能这么用?Go语言的结构体看这篇就够了

本文详解了 Go 语言结构体的各个知识点,最后介绍了空结构体的 3 种妙用。希望对你有帮助。

定义

结构体,是一种自定义的数据类型,由多个数据类型组合而成。用于描述一类事物相关属性


定义方式


type 类型名 struct {    字段名 字段类型}
//示例:type Animal struct { Name string Age int}
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实例化

结构体和结构体指针,两者的实例化有所区别


提供多种写法,灵活使用:


//结构体实例化//写法1//var a Animal //a.Name = "aaa"//a.Age = 18//写法2a := Animal{   Name: "dog",  Age:  18,}fmt.Println(fmt.Sprintf("%T - %v", a, a)) //main.Animal - {dog 18}
//结构体指针实例化//写法1var b *Animal b = new(Animal)//写法2//b := new(Animal) //写法3//b := &Animal{} b.Name = "cat" //在底层是(*b).Name = "cat",这是Go语言帮我们实现的语法糖fmt.Println(fmt.Sprintf("%T - %v", b, b)) //*main.Animal - &{cat 0}
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注意:结构体指针必须手动初始化,分配内存地址

匿名结构体

适用于临时数据存储的场景


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

不占用内存空间


var v struct{}fmt.Println(unsafe.Sizeof(v)) //0
v1 := struct{}{}fmt.Println(unsafe.Sizeof(v1)) //0
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构造函数

Go 没有自带的构造函数,采用自实现

方式 1

结构体不复杂,可以返回结构体类型,值拷贝性能开销小


func NewPerson(name string, age int8) Person {  return Person{    name: name,    age:  age,  }}
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定义方式 2

结构体复杂,得返回结构体指针类型,避免值拷贝产生的性能开销


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,  }}
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方法与接收者

方法(Method)是一种作用于特定类型变量的函数。这种特定类型变量叫做接收者(Receiver)。接收者的概念就类似于 PHP 中的this或者 self


方法与函数区别:函数不属于任何类型,方法属于特定类型。函数没有接收者,方法有接收者。


标准格式


func (接收者变量 接收者类型) 方法名(参数列表) (返回参数) {    函数体}
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接收者类型(两种):


  • 非指针类型:发生值拷贝产生副本,方法内修改字段,只在方法内生效;

  • 指针类型:不产生副本,方法内修改字段,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的梦想是学好Go语言\n", p.name) //aaa的梦想是学好Go语言}
func main() { p1 := NewPerson("小王子", 25) p1.Dream() fmt.Println(p1) //&{aaa 25}}
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什么时候使用指针类型的接收者


  1. 需要修改接收者中的值

  2. 接收者是拷贝代价比较大的大对象

  3. 保证一致性,在同一个文件中,如果有某个方法使用了指针接收者,那么其他的方法也建议使用指针接收者


注意点


1.接收者类型,可以是任何类型,不仅仅只针对结构体类型。但要注意下,类型和方法定义需要在同一个包下面


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()}
输出结果:my type is MyIntmy type is MyInt
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匿名字段

结构体允许其成员字段在声明时没有字段名而只有类型,这种没有名字的字段就称为匿名字段


type User struct {  Name    string  Gender  string  Address //匿名字段}
type Address struct { Province string City string CreateTime string}
func main() { var u1 User u1.Name = "张三" u1.Gender = "男" u1.Address.City = "北京" //匿名字段默认使用类型名作为字段名 u1.CreateTime = "2019" //匿名字段可以省略,但注意多个匿名字段下有相同字段名,会编译失败,所以建议不采用省略写法 fmt.Println(u1)}
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但需要注意字段名冲突问题,所以不建议使用省略写法操作匿名字段

实现面向对象的“继承”特性

Go 不是面向对象编程的语言,但可以通过嵌套结构体的方式,来实现面向对象的“继承”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 //嵌套结构体实现继承}
func main() { c1 := Cat{} c1.Name = "加菲猫" c1.Age = 5 c1.Say()
//输出结果: //1-my name is 加菲猫 and age is 5}
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子类还可以重写父类的Say方法,并且还能拥有自己的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,还是跑步高手", c.Name))}
func main() { c1 := Cat{} c1.Name = "加菲猫" c1.Age = 5 c1.Say() c1.Run()
//输出结果: //2-my name is 加菲猫 and age is 5 //my name is 加菲猫,还是跑步高手}
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标签 tag

通过反射机制,识别结构体的标签,容错能力较差,需要注意使用


标准格式


`key1:"value1" key2:"value2"`
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使用注意事项


  • 外层使用 反引号 包起来,里边 value 需要使用 双引号 包起来;

  • KV 之间使用冒号,多个 KV 之间使用空格(注意:冒号前后不要加其他符号)


使用示例


goframe v2 的标准路由注册就是使用标签 tag 的方式定义的,大家感兴趣可以看下我们开源项目的代码:


https://github.com/wangzhongyang007/goframe-shop-v2

结构体与 JSON 系列化

给结构体添加 json 标签,然后做 json 序列化操作:


  • 首字母大写字段(公开) :会转换成 json 标签指定的字段名,若未指定,则使用自身字段名;

  • 首字小写字段(私有) :不会输出,因为这类字段仅在定义当前结构体的包中可访问;


简单示例


type CardInfo struct {  Title  string `json:"title"`  Desc   string  height int `json:"height"`}
func main() { c1 := CardInfo{ Title: "成长之星", Desc: "balabala", height: 100, } data, _ := json.Marshal(c1) fmt.Println(string(data)) //{"title":"成长之星","Desc":"balabala"}
str := "{"title":"title111", "desc":"desc222", "height":20}" c2 := CardInfo{} _ = json.Unmarshal([]byte(str), &c2) fmt.Println(c2) //{title111 desc222 0}}
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空结构体

上文为大家简单介绍了空结构体,使用unsafe.SizeOf()方法,明确知道了空结构体,它不占用存储空间。


(即“宽度”为 0,宽度描述了一个类型的实例所占用的存储空间的字节数)


s := struct{}{}fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) //0
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在项目代码中,我们经常都会看到空结构体struct{}{}的使用,它有什么作用,适合什么场景使用呢?

空结构体作用

请大家注意:结构体包含一个指针和指针指向的数据,下文所说的不占用内存其实指的是指针指向的数据为 null,但是空结构体最为一个变量它的指针肯定是占用内存空间的,只是单用很小。


因为空结构体的值不占据内存空间的特性,因此被广泛作为各种场景下的占位符使用


  1. 一是节省资源

  2. 二是空结构体本身就具备很强的语义:即这里不需要任何值,仅作为占位符。

空结构体使用场景

主要使用场景有 3 个


  1. 实现集合类型

  2. 实现空通道

  3. 实现方法接收者


下面逐个为大家详解

1.实现集合类型

Go 语言本身是没有集合类型(Set),通常是使用 map 来替代


但有个问题:就是集合类型,只需要用到 key(键),不需要用到 value(值)


如果 value 使用 bool 来表示,实际会占用 1 个字节的空间,为了节省空间,这时空结构体就可以大显身手了


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)
//输出: //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}
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空结构体作为占位符,不会额外增加不必要的内存开销,很方便的就把问题给解决了

2.实现空通道

在 Go 语言 channel 的使用场景中,常常会遇到通知型 channel,其不需要发送任何数据,只是用于协调 Goroutine 的运行,用于流转各类状态或是控制并发情况。


这类情况就特别适合使用空结构体,只做个占位,不浪费内存空间


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")
//输出: //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)}
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由于该 channel 使用的是空结构体,因此也不会带来额外的内存开销

3.实现方法接收者

使用结构体类型的变量作为方法接收者,有时结构体可以不包含任何字段属性。这种情况,可以用 int 或者 string 来替代,但它们都会占用内存空间,所以使用空结构体是比较合适的。


并且也有利于未来针对该类型进行公共字段等的增加,容易扩展和维护


type T struct{}
func methodUse() { t := T{} t.Print() t.Print2()
//输出: //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")}
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总结

本文详解了 Go 语言结构体的各种知识点,最后针对空结构体的作用和使用场景,进行了详细的讲解。在之后的实际项目开发过程中,只用占位不用实际含义,那么我们就都可以使用空结构体,可以极大的节省不必要的内存开销。


希望对大家有帮助,兄弟们觉好留赞哦。

发布于: 2023-02-21阅读数: 33
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2023-02-21 15:35 · 北京
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