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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:
5
5
5
5
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:
(0,0)-(100,100)&{0x49a490}0 0 0 0
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