Golang 通关初级（3）

编程入门行业动态更新时间:2024-10-24 18:22:35

Golang 通关初级（3）

原文

方法

Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。

方法就是一类带特殊的接收者参数的函数。

方法接收者在它自己的参数列表内，位于 func 关键字和方法名之间。

在此例中， ToString 方法拥有一个名为 p ，类型为 People 的接收者。

package mainimport ("fmt"
)type People struct {age  intname string
}func (p People) ToString() string {ageStr := fmt.Sprintf("%d ", p.age)return ageStr + p.name
}func main() {a := People{ 12, "Victor",}fmt.Println(a.ToString())
}

输出：

12 Victor

方法即函数

记住：方法只是个带接收者参数的函数。

现在这个 toString 的写法就是个正常的函数，功能并没有什么变化。

package mainimport ("fmt"
)type People struct {age  intname string
}func ToString(p People) string {ageStr := fmt.Sprintf("%d ", p.age)return ageStr + p.name
}func main() {a := People{ 12, "Victor",}fmt.Println(ToString(a))
}

输出：

12 Victor

你也可以为非结构体类型声明方法。

在此例中，我们看到了一个带 Abs 方法的数值类型 MyFloat 。

你只能为在同一包内定义的类型的接收者声明方法，而不能为其它包内定义的类型（包括 int 之类的内建类型）的接收者声明方法。

（译注：就是接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内；不能为内建类型声明方法。）

package mainimport ("fmt""math"
)type MyFloat float64    // MyFloat 就是 float64，不过 把名字换成了 MyFloat 而已func (f MyFloat) Abs() float64 {if f < 0 {return float64(-f)}return float64(f)
}func main() {f := MyFloat(-math.Sqrt2)fmt.Println(f.Abs())
}

输出：

1.4142135623730951

指针接收者

你可以为指针接收者声明方法。

这意味着对于某类型 T ，接收者的类型可以用 *T 的文法。（此外， T 不能是像 *int 这样的指针。）

例如，这里为 *People定义了 ChangeName方法。

指针接收者的方法可以修改接收者指向的值（就像 ChangeName 在这做的）。由于方法经常需要修改它的接收者，指针接收者比值接收者更常用。

试着移除ChangeName函数声明中的 * ，观察此程序的行为如何变化。

若使用值接收者，那么 ChangeName 方法会对原始 People 值的副本进行操作。（对于函数的其它参数也是如此。） ChangeName 方法必须用指针接受者来更改 main 函数中声明的 People 的值。

package mainimport ("fmt"
)type People struct {age  intname string
}func ToString(p People) string {result := fmt.Sprintf("年龄：%d, 名字 %s ", p.age, p.name)return result
}func (p *People) ChangeName(name string) {p.name = name
}func main() {a := People{ 12, "Victor",}fmt.Println(ToString(a))a.ChangeName("Afra55")fmt.Println(ToString(a))
}

输出：

年龄：12, 名字 Victor 
年龄：12, 名字 Afra55

指针与函数

现在我们要把 ChangeName 方法重写为函数。

package mainimport ("fmt"
)type People struct {age  intname string
}func ToString(p People) string {result := fmt.Sprintf("年龄：%d, 名字 %s ", p.age, p.name)return result
}func ChangeName(p *People, name string) {p.name = name
}func main() {a := People{ 12, "Victor",}fmt.Println(ToString(a))ChangeName(&a, "Afra55")fmt.Println(ToString(a))
}

输出：

年龄：12, 名字 Victor 
年龄：12, 名字 Afra55

如果去掉函数 ChangeName 参数中的 *，再运行就会报错：

.\main.go:28: cannot use &a (type *People) as type People in argument to ChangeName

由上可见 指针参数的函数必须接受一个指针，而以指针为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针。下面再举个例子：

方法与指针重定向

package mainimport "fmt"type Vertex struct {X, Y float64
}func (v *Vertex) Scale(f float64) {v.X = v.X * fv.Y = v.Y * f
}func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) {v.X = v.X * fv.Y = v.Y * f
}func main() {v := Vertex{3, 4}v.Scale(2)ScaleFunc(&v, 10)p := &Vertex{4, 3}p.Scale(3)ScaleFunc(p, 8)fmt.Println(v, p)
}

输出：

{60 80} &{96 72}

由上例可知带指针参数的函数必须接受一个指针：

var v Vertex
ScaleFunc(v)  // 编译错误！
ScaleFunc(&v) // OK

而以指针为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

var v Vertex
v.Scale(5)  // OK
p := &v
p.Scale(10) // OK

对于语句 v.Scale(5) ，即便 v 是个值而非指针，带指针接收者的方法也能被直接调用。也就是说，由于 Scale 方法有一个指针接收者，为方便起见，Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5) 。

同样的事情也发生在相反的方向:

package mainimport ("fmt""math"
)type Vertex struct {X, Y float64
}func (v Vertex) Abs() float64 {return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}func AbsFunc(v Vertex) float64 {return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}func main() {v := Vertex{3, 4}fmt.Println(v.Abs())fmt.Println(AbsFunc(v))p := &Vertex{4, 3}fmt.Println(p.Abs())fmt.Println(AbsFunc(*p))
}

输出：

接受一个值作为参数的函数必须接受一个指定类型的值：

var v Vertex
fmt.Println(AbsFunc(v))  // OK
fmt.Println(AbsFunc(&v)) // 编译错误！

而以值为接收者的方法被调用时，接收者既能为值又能为指针：

var v Vertex
fmt.Println(v.Abs()) // OK
p := &v
fmt.Println(p.Abs()) // OK

这种情况下，方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs() 。

选择值或指针作为接收者

使用指针接收者的原因有二：

首先，方法能够修改其接收者指向的值。

其次，这样可以避免在每次调用方法时复制该值。若值的类型为大型结构体时，这样做会更加高效。

通常来说，所有给定类型的方法都应该有值或指针接收者，但并不应该二者混用。

接口

接口类型是由一组方法签名定义的集合。

接口类型的值可以保存任何实现了这些方法的值。

package mainimport ("fmt"
)type IHuman interface {ClearHair(drop int) int
}type People struct {age     inthairNum intname    string
}type MyHairNumber intfunc (h MyHairNumber) ClearHair(drop int) int {d := int(h) - dropreturn d}func (p *People) ClearHair(drop int) int {return p.hairNum - drop
}// 错误1： method redeclared: People.ClearHair
func (p People) ClearHair(drop int) int {return p.hairNum - drop
}func main() {var i IHumana := MyHairNumber(1000)i = afmt.Println(i.ClearHair(3000))b := People{ 12, 19000, "Who?",}i = &bfmt.Println(i.ClearHair(3000))// 错误2: 下面一行，b 是一个 People（而不是 *People）// 所以没有实现 ClearHair.i = bfmt.Println(i)
}

上面的代码有两处错误，去掉错误后，正确输出：

-2000
16000

由于 ClearHair 方法只为 *People （指针类型）定义，因此 People （值类型）并未实现 IHuman 。

接口与隐式实现

类型通过实现一个接口的 所有方法 来实现该接口。既然无需专门显式声明，也就没有“implements“关键字。

隐式接口从接口的实现中解耦了定义，这样接口的实现可以出现在任何包中，无需提前准备。

因此，也就无需在每一个实现上增加新的接口名称，这样同时也鼓励了明确的接口定义。

接口值

在内部，接口值可以看做包含值和具体类型的元组：

(value, type)
接口值保存了一个具体底层类型的具体值。

接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法。

package mainimport ("fmt"
)type I interface {M()
}type People struct {name stringage  int
}func (p *People) M() {p.age += 1fmt.Printf("age = %v, name = %s\n", p.age, p.name)
}type Wife float64func (w Wife) M() {fmt.Println(w)
}func main() {var i Ii = &People{"Victor", 22,}showIDetail(i)i.M()i = Wife(25)showIDetail(i)i.M()
}func showIDetail(i I) {fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

输出：

(&{Victor 22}, *main.People)
age = 23, name = Victor
(25, main.Wife)
25

底层值为 nil 的接口值

即便接口内的具体值为 nil，方法仍然会被 nil 接收者调用。

在一些语言中，这会触发一个空指针异常，但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它（如本例中的 M 方法）。

注意：保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil 。

package mainimport ("fmt"
)type I interface {M()
}type People struct {name stringage  int
}func (p *People) M() {if p == nil {fmt.Println("<nil>")return}p.age += 1fmt.Printf("age = %v, name = %s\n", p.age, p.name)
}func main() {var i Ivar p *Peoplei = p// 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nilif i != nil {fmt.Println("i 不为 nil")}showIDetail(i)i.M()i = &People{"Victor", 22,}showIDetail(i)i.M()
}func showIDetail(i I) {fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

输出：

i 不为 nil
(<nil>, *main.People)
<nil>
(&{Victor 22}, *main.People)
age = 23, name = Victor

nil 接口值

nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。

为 nil 接口调用方法会产生运行时错误，因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个具体方法的类型。

package mainimport "fmt"type I interface {M()
}func main() {var i Idescribe(i)i.M()
}func describe(i I) {fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

报错：

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

空接口

指定了零个方法的接口值被称为空接口：

interface{}

空接口可保存任何类型的值。（因为每个类型都至少实现了零个方法。）

空接口被用来处理未知类型的值。例如，fmt.Print 可接受类型为 interface{} 的任意数量的参数。

package mainimport "fmt"func main() {var i interface{}describe(i)i = 42describe(i)i = "hello"describe(i)
}func describe(i interface{}) {fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

输出：

(<nil>, <nil>)
(42, int)
(hello, string)

类型断言

类型断言提供了访问接口值底层具体值的方式。

t := i.(T)

该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T ，并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t 。

若 i 并未保存 T 类型的值，该语句就会触发一个恐慌。

为了判断一个接口值是否保存了一个特定的类型，类型断言可返回两个值：其底层值以及一个报告断言是否成功的布尔值。

t, ok := i.(T)

若 i 保存了一个 T ，那么 t 将会是其底层值，而 ok 为 true 。

否则， ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值，程序并不会产生恐慌。

请注意这种语法和读取一个映射时的相同之处。

package mainimport "fmt"func main() {var i interface{} = "hello"s := i.(string)fmt.Println(s)s, ok := i.(string)fmt.Println(s, ok)f, ok := i.(float64)fmt.Println(f, ok)f = i.(float64) // panicfmt.Println(f)
}

输出：

hello
hello true
0 false
panic: interface conversion: interface is string, not float64

类型选择

类型选择是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

类型选择与一般的 switch 语句相似，不过类型选择中的 case 为类型（而非值），它们针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。

switch v := i.(type) {
case T:// v 的类型为 T
case S:// v 的类型为 S
default:// 没有匹配，v 与 i 的类型相同
}

类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同，只是具体类型 T 被替换成了关键字 type 。

此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S 。在 T 或 S 的情况下，变量 v 会分别按 T 或 S 类型保存 i 拥有的值。在默认（即没有匹配）的情况下，变量 v 与 i 的接口类型和值相同。

package mainimport ("fmt"
)func showType(i interface{}) {switch v := i.(type) {case int:fmt.Printf("%v + %v = %v\n", v, v, v+v)// 回顾知识点： fallthroughcase string:fmt.Println(i)default:fmt.Printf("This value type is : %T, value is %v\n", i, i)}
}func main() {showType(21)showType("Hello You")showType(false)
}

输出：

21 + 21 = 42
Hello You
This value type is : bool, value is false

Stringer

fmt 包中定义的 Stringer 是最普遍的接口之一。

type Stringer interface {String() string
}

Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。fmt 包（还有很多包）都通过此接口来打印值。

package mainimport "fmt"type Person struct {Name stringAge  int
}func (p Person) String() string {return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age)
}func main() {a := Person{"Victor Yang", 22}z := Person{"Victor Afra55", 8888}fmt.Println(a, z)
}

输出：

Victor Yang (22 years) Victor Afra55 (8888 years)

练习：Stringer

通过让 IPAddr 类型实现 fmt.Stringer 来打印点号分隔的地址。

例如，IPAddr{1,2,3,4}` 应当打印为 “1.2.3.4” 。

package mainimport "fmt"type IPAddr [4]byte// TODO: Add a "String() string" method to IPAddr.
func (ip IPAddr) String() string {var resurt stringfor i, v := range ip {resurt += fmt.Sprintf("%v", v)if i < len(ip)-1 {resurt += "."}}return resurt}func main() {hosts := map[string]IPAddr{"loopback":  {127, 0, 0, 1},"googleDNS": {8, 8, 8, 8},}for name, ip := range hosts {fmt.Printf("%v: %v\n", name, ip)}
}

输出：

loopback: 127.0.0.1
googleDNS: 8.8.8.8

错误

Go 程序使用 error 值来表示错误状态。

与 fmt.Stringer 类似， error 类型是一个内建接口：

type error interface {Error() string
}

（与 fmt.Stringer 类似， fmt 包在打印值时也会满足 error 。）

通常函数会返回一个 error 值，调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。

i, err := strconv.Atoi("42")
if err != nil {fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err)return
}
fmt.Println("Converted integer:", i)

error 为 nil 时表示成功；非 nil 的 error 表示失败。

package mainimport ("fmt""time"
)type MyError struct {When time.TimeWhat string
}func (e *MyError) Error() string {return fmt.Sprintf("at %v, %s",e.When, e.What)
}func run() error {return &MyError{time.Now(),"it didn't work",}
}func main() {if err := run(); err != nil {fmt.Println(err)}
}

输出：

at 2016-07-18 17:06:17.6694247 +0800 CST, it didn't work

练习：错误

创建一个新的类型

type ErrorFloat64 float64

并为其实现

func (e ErrorFloat64 ) Error() string

方法使其拥有 error 值，通过 ErrNegativeSqrt(-2).Error() 调用该方法应返回 “cannot Sqrt negative number: -2” 。

注意：在 Error 方法内调用 fmt.Sprint(ef) 会让程序陷入死循环。可以通过先转换 ef 来避免这个问题：fmt.Sprint(float64(ef)) 。这是为什么呢？

编写 Sqrt 函数，使其接受一个负数时，返回 ErrorFloat64 值。

package mainimport ("fmt""math"
)type ErrorFloat64 float64func (ef ErrorFloat64) Error() string {return fmt.Sprintf("cannot Sqrt negative number: %v", float64(ef))
}func Sqrt(f float64) (float64, error) {if f < 0 {return 0, ErrorFloat64(f)} else {return math.Sqrt(f), nil}
}func main() {fmt.Println(Sqrt(2))fmt.Println(Sqrt(-2))
}

输出：

    1.4142135623730951 <nil>0 cannot Sqrt negative number: -2

Reader

io 包指定了 io.Reader 接口，它表示从数据流的末尾进行读取。

Go 标准库包含了该接口的许多实现，包括文件、网络连接、压缩和加密等等。

io.Reader 接口有一个 Read 方法：

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)

Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。在遇到数据流的结尾时，它会返回一个 io.EOF 错误。

示例代码创建了一个 strings.Reader 并以每次 8 字节的速度读取它的输出。

package mainimport ("fmt""io""strings"
)func main() {r := strings.NewReader("Hello, Victor Afra")b := make([]byte, 8)for {n, err := r.Read(b)fmt.Printf("n = %v, err = %v, b = %v\n", n, err, b)fmt.Printf("b[:n] = %v\n", b[:n])if err == io.EOF {break}}
}

输出：

    n = 8, err = <nil>, b = [72 101 108 108 111 44 32 86]b[:n] = [72 101 108 108 111 44 32 86]n = 8, err = <nil>, b = [105 99 116 111 114 32 65 102]b[:n] = [105 99 116 111 114 32 65 102]n = 2, err = <nil>, b = [114 97 116 111 114 32 65 102]b[:n] = [114 97]n = 0, err = EOF, b = [114 97 116 111 114 32 65 102]b[:n] = []

图像

image 包定义了 Image 接口：

package image

type Image interface {
ColorModel() color.Model
Bounds() Rectangle
At(x, y int) color.Color
}
注意： Bounds 方法的返回值 Rectangle 实际上是一个 image.Rectangle，它在 image 包中声明。

（请参阅文档了解全部信息。）

color.Color 和 color.Model 类型也是接口，但是通常因为直接使用预定义的实现 image.RGBA 和 image.RGBAModel 而被忽视了。这些接口和类型由image/color包定义。

package mainimport ("fmt""image"
)func main() {img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100))fmt.Println(img.Bounds())fmt.Println(img.ColorModel())fmt.Println(img.At(0, 32).RGBA())
}

输出：